KR101838460B1 - 차량용 보조 기기 구동 장치 - Google Patents

차량용 보조 기기 구동 장치 Download PDF

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Abstract

외주면이 모터 제너레이터 롤러(5) 및 엔진 롤러(6)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제1 아이들러 롤러(8)와, 외주면이 엔진 롤러 및 회전 롤러(7)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제2 아이들러 롤러(9)와, 외주면이 회전 롤러 및 모터 제너레이터 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제3 아이들러 롤러(10)를 갖고, 엔진 시동 시에는, 모터 제너레이터 롤러, 제1 아이들러 롤러, 엔진 롤러를 통하여 모터 제너레이터의 구동력을 엔진에 전달하여 엔진을 시동하고, 엔진 시동 후에는, 엔진 롤러, 제2 아이들러 롤러, 회전 롤러, 제3 아이들러 롤러, 모터 제너레이터 롤러를 통하여 엔진의 구동력을 모터 제너레이터에 전달하고 모터 제너레이터에 의하여 발전을 행하도록 하였다.

Description

차량용 보조 기기 구동 장치
본 발명은, 차량용 보조 기기 구동 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 기술로서는, 하기 특허문헌 1에 기재된 기술이 개시되어 있다. 이 문헌에는, 엔진 구동 시에는, 엔진에 의하여 에어컨의 압축기를 구동함과 함께, 모터에 의하여 발전을 행하여, 엔진 시동 시에는 모터에 의하여 엔진을 시동하고, 엔진 정지 시에는 모터에 의하여 압축기를 구동하는 것이 개시되어 있다. 엔진, 모터, 압축기는 각각의 구동축에 설치된 풀리에 벨트가 권회됨으로써, 구동력의 전달을 행하고 있다.
일본 특허 공개 제2002-201975호 공보
벨트 텐션은, 전달할 구동력이 가장 큰 것에 맞추어 조정된다. 상기 특허문헌 1의 기술에 있어서 모터를 엔진 스타터로서도 사용하고자 하면, 엔진 시동 시의 크랭킹 토크에 따라 벨트 텐션을 조정하게 된다. 벨트 텐션을 높이면, 풀리와 벨트 사이의 프릭션이 높아져, 엔진 시동 시 이외의 상황에 있어서는, 에너지 효율이 악화되는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제에 주목한 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 엔진 스타터 및 발전기로서 모터 제너레이터를 사용하는 경우에 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 보조 기기 구동 장치를 제공하는 것이다.
외주면이 모터 제너레이터 롤러 및 엔진 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제1 아이들러 롤러와, 외주면이 엔진 롤러 및 회전 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제2 아이들러 롤러와, 외주면이 회전 롤러 및 모터 제너레이터 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제3 아이들러 롤러를 갖고, 엔진 시동 시에는, 모터 제너레이터의 구동력을 모터 제너레이터 롤러, 제1 아이들러 롤러, 엔진 롤러를 통하여 엔진에 전달하여 엔진을 시동하고, 엔진 시동 후에는, 엔진의 구동력을 제2 아이들러 롤러, 회전 롤러, 제3 아이들러 롤러, 모터 제너레이터 롤러를 통하여 모터 제너레이터에 전달하고 모터 제너레이터에 의하여 발전을 행하도록 하였다.
따라서 본 발명에서는, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치의 개략 시스템도이다.
도 2는 실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3은 실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치의 모식도이다.
도 4는 실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치의 모식도이다.
도 5는 실시예 1의 엔진 시동 시의 차량용 보조 기기 구동 장치의 각 부재의 움직임을 도시하는 도면이다.
도 6은 실시예 1의 엔진 시동 후의 차량용 보조 기기 구동 장치의 각 부재의 움직임을 도시하는 도면이다.
도 7은 비교예의 차량용 보조 기기 구동 장치를 도시하는 개략도이다.
도 8은 다른 실시예의 차량용 보조 기기 구동 장치를 도시하는 개략도이다.
〔실시예 1〕
실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 1은 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 개략 시스템도이다. 도 2는 차량용 보조 기기 구동 장치(1)를 도시하는 개략도이다.
차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 엔진 시동 시에는 모터 제너레이터(2)로부터 엔진(3)에 크랭킹 토크를 전달한다. 이 크랭킹 토크에 의하여, 엔진(3)을 시동시킨다. 차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 엔진 시동 시에는 모터 제너레이터(2)로부터 워터 펌프(4)에 구동 토크를 전달한다. 이 구동 토크에 의하여 워터 펌프(4)가 구동되어, 워터 펌프(4)로부터 엔진(3)에 냉각수가 공급된다.
차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 엔진 시동 후에는 엔진(3)으로부터 모터 제너레이터(2)에 발전 토크를 전달한다. 이 발전 토크에 의하여 모터 제너레이터(2)는 발전하여, 배터리 또는 전기 기기에 전력을 공급한다. 차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 엔진 시동 후에는 엔진(3)으로부터 워터 펌프(4)에 구동 토크를 전달한다. 이 구동 토크에 의하여 워터 펌프(4)가 구동되어, 워터 펌프(4)로부터 엔진(3)에 냉각수가 공급된다.
차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 상기 구동력의 전달을 웨지 효과를 이용한 프릭션 드라이브를 사용하여 행하고 있다. 차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 모터 제너레이터(2)의 구동축과 일체로 회전하는 모터 제너레이터 롤러(5)와, 엔진(3)의 크랭크축과 일체로 회전하는 엔진 롤러(6)와, 워터 펌프(4)의 구동축과 일체로 회전하는 워터 펌프 롤러(7)를 갖고 있다.
모터 제너레이터 롤러(5)와 엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7)는, 엔진 롤러(6)의 회전 방향(도 2에 있어서 시계 방향)으로 순서대로, 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7), 모터 제너레이터 롤러(5)로 되도록 배치되어 있다.
모터 제너레이터 롤러(5)와 엔진 롤러(6) 사이에는, 양자의 외주면에 접촉하는 제1 아이들러 롤러(8)가 설치되어 있다. 제1 아이들러 롤러(8)는 회전 중심부에 베어링(8a)를 통하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 제1 아이들러 롤러(8)는, 모터 제너레이터 롤러(5)와 엔진 롤러(6)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압 부재(8b)에 의하여 가압되어 있다.
엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7) 사이에는, 양자의 외주면에 접촉하는 제2 아이들러 롤러(9)가 설치되어 있다. 제2 아이들러 롤러(9)는 회전 중심부에 베어링(9a)을 통하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 제2 아이들러 롤러(9)는, 엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압 부재(9b)에 의하여 가압되어 있다.
워터 펌프 롤러(7)와 모터 제너레이터 롤러(5) 사이에는, 양자의 외주면에 접촉하는 제3 아이들러 롤러(10)가 설치되어 있다. 제3 아이들러 롤러(10)는 회전 중심부에 베어링(10a)을 통하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 제3 아이들러 롤러(10)는, 워터 펌프 롤러(7)와 모터 제너레이터 롤러(5)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압 부재(10b)에 의하여 가압되어 있다.
가압 부재(8b, 9b, 10b)에 의한 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)에 대한 가압력은, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)와, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)가 이격되는 일이 없을 정도이면 된다.
제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)는, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심이, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 회전 중심을 연결하는 삼각형 A의 외측에 위치하도록 설치되어 있다.
모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 외주면은 철계 금속에 의하여 형성되어 있다. 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면은 수지에 의하여 형성되어 있다.
제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면을 형성하는 수지의 경도는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 외주면을 형성하는 철계 금속의 경도보다도 낮은 것을 사용한다.
제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면을 형성하는 수지의 경도는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 외주면을 형성하는 철계 금속의 경도보다도 낮은 것을 사용한다.
제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면을 형성하는 수지는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 외주면과, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면 사이의 운동 마찰 계수는 0.3 이상으로 되는 소재가 사용되고 있다.
[웨지 효과에 대하여]
실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치(1)에서는, 아이들러 롤러가 접하는 2개의 롤러 사이로 파고드는 방향으로 힘이 작용함으로써 웨지 효과를 발생시켜, 2개의 롤러 사이에서 구동력의 전달을 행하도록 하고 있다. 이하에서는 웨지 효과를 발생시킬 때의 각 롤러의 움직임에 대하여 설명한다.
도 3은 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 모식도이다. 도 3에서는 제1 롤러(20)의 구동력을 아이들러 롤러(21)를 통하여 제2 롤러(22)에 전달하는 모습을 도시하고 있다. 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21)의 접선 B와, 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22)의 접선 C는 점 D에 있어서 교차하고 있다. 접선 B와 접선 C가 이루는 각의 크기를 2α라 한다.
제1 롤러(20)의 구동력은 아이들러 롤러(21)에 전달된다. 도 3에 있어서 제1 롤러(20)가 좌회전하면, 제1 롤러(20)에 접하는 아이들러 롤러(21)는 우회전한다. 이때, 아이들러 롤러(21)는 제1 롤러(20)와의 접점에 있어서 제1 롤러(20)의 회전 방향으로 압박된다. 아이들러 롤러(21)에는, 제1 롤러(20)와의 접점에 있어서 제1 롤러(20)의 회전 방향과 동일한 방향으로 힘이 작용한다(힘 F1).
아이들러 롤러(21)의 구동력은 제2 롤러(22)에 전달된다. 도 3에 있어서 아이들러 롤러(21)가 우회전하면, 아이들러 롤러(21)에 접하는 제2 롤러(22)는 좌회전한다. 이때, 제2 롤러(22)는 아이들러 롤러(21)와의 접점에 있어서 아이들러 롤러(21)의 회전 방향으로 압박된다. 아이들러 롤러(21)에는, 제2 롤러(22)와의 접점에 있어서 제2 롤러(22)을 압박하는 방향과는 반대 방향으로 반작용력이 작용한다(힘 F2).
힘 F1과 힘 F2에 의하여, 아이들러 롤러(21)에는 점 D를 향한 방향으로 힘이 작용한다. 그 때문에 아이들러 롤러(21)의 제1 롤러(20) 및 제2 롤러(22)에 대한 접촉 하중이 증가하여, 제1 롤러(20)로부터 아이들러 롤러(21)를 통하여 제2 롤러(22)에 구동력을 전달할 수 있다.
제2 롤러(22)의 부하가 커질수록(제1 롤러(20)로부터 제2 롤러(22)에 전달하는 구동력이 커질수록), 아이들러 롤러(21)에 작용하는 점 D를 향한 방향의 힘은 커진다. 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21) 사이의 마찰력 F, 또는 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22) 사이의 마찰력 F는 다음 식에서 구할 수 있다.
F =τ×A
여기서 τ는, 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21) 사이의 전단 응력, 또는 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22) 사이의 전단 응력이다. A는 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21)의 접촉 면적, 또는 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22)의 접촉 면적이다.
전단 응력 τ는, 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21)의 접촉면의 소재, 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22)의 접촉면의 소재에 의하여 정해진다. 접촉 면적 A는, 아이들러 롤러(21)의 외주면에 상술한 수지를 사용한 경우, 아이들러 롤러(21)의 제1 롤러(20) 및 제2 롤러(22)에 대한 접촉 하중과 상관성이 높으며, 접촉 하중이 커질수록 접촉 면적 A는 커진다.
도 4는 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 모식도이다. 도 4에서는 제2 롤러(22)로부터 제1 롤러(20)로의 구동력의 전달이 차단되어 있는 모습을 도시하고 있다.
제2 롤러(22)의 구동력은 아이들러 롤러(21)에 전달된다. 도 4에 있어서 제2 롤러(22)가 좌회전하면, 제2 롤러(22)에 접하는 아이들러 롤러(21)는 우회전한다. 이때, 아이들러 롤러(21)는 제2 롤러(22)와의 접점에 있어서 제2 롤러(22)의 회전 방향으로 압박된다. 아이들러 롤러(21)에는, 제2 롤러(22)와의 접점에 있어서 제2 롤러(22)의 회전 방향과 동일한 방향으로 힘이 작용한다(힘 F3).
아이들러 롤러(21)의 구동력은 제1 롤러(20)에 전달된다. 도 4에 있어서 아이들러 롤러(21)가 우회전하면, 아이들러 롤러(21)에 접하는 제1 롤러(20)는 좌회전한다. 이때, 제1 롤러(20)는 아이들러 롤러(21)와의 접점에 있어서 아이들러 롤러(21)의 회전 방향으로 압박된다. 아이들러 롤러(21)에는, 제1 롤러(20)와의 접점에 있어서 제1 롤러(20)를 압박하는 방향과는 반대 방향으로 반작용력이 작용한다(힘 F4).
힘 F3과 힘 F4에 의하여, 아이들러 롤러(21)는 점 D로부터 이격되는 방향으로 힘이 작용한다. 그 때문에 제1 롤러(20) 및 제2 롤러(22)에 대한 아이들러 롤러(21)의 접촉 하중이 감소한다. 이것에 의하여, 제2 롤러(22)로부터 아이들러 롤러(21)로의 구동력의 전달, 및 아이들러 롤러(21)로부터 제1 롤러(20)로의 구동력의 전달은 거의 되지 않게 된다.
상기와 같은 웨지 효과를 발생시키기 위해서는, 제1 롤러(20), 아이들러 롤러(21), 제2 롤러(22)의 위치 관계는 다음 식을 만족시킬 필요가 있다.
μ>tanα
여기서 μ는, 제1 롤러(20)와 아이들러 롤러(21) 사이의 운동 마찰 계수 및 아이들러 롤러(21)와 제2 롤러(22) 사이의 운동 마찰 계수이다.
[보조 기기 구동 장치의 동작]
(엔진 시동 시)
도 5는 엔진 시동 시의 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 각 부재의 움직임을 도시하는 도면이다. 엔진 시동 시에는 모터 제너레이터(2)의 구동력에 의하여, 엔진(3)의 크랭킹을 행한다.
모터 제너레이터(2)를 구동하여, 도 5에 있어서 모터 제너레이터 롤러(5)를 우회전시킨다. 모터 제너레이터 롤러(5)에 의하여 제1 아이들러 롤러(8)를 좌회전시키고, 제1 아이들러 롤러(8)에 의하여 엔진 롤러(6)를 우회전시킨다. 이때, 제1 아이들러 롤러(8)에는 모터 제너레이터 롤러(5)와 엔진 롤러(6) 사이로 파고드는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 모터 제너레이터(2)의 구동력이 제1 아이들러 롤러(8)를 통하여 엔진(3)에 전달된다.
모터 제너레이터 롤러(5)로부터의 구동력에 의하여, 엔진 롤러(6)가 우회전한다. 엔진 롤러(6)에 의하여 제2 아이들러 롤러(9)를 좌회전시키고, 제2 아이들러 롤러(9)에 의하여 워터 펌프 롤러(7)를 우회전시킨다. 이때, 제2 아이들러 롤러(9)에는 엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7) 사이로 파고드는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 모터 제너레이터 롤러(5)로부터 엔진 롤러(6)에 전달된 구동력의 일부가, 제2 아이들러 롤러(9)를 통하여 워터 펌프 롤러(7)에 전달된다.
모터 제너레이터 롤러(5)에 의하여 제3 아이들러 롤러(10)를 좌회전시키고, 제3 아이들러 롤러(10)에 의하여 워터 펌프 롤러(7)를 우회전시킨다. 이때, 제3 아이들러 롤러(10)에는 모터 제너레이터 롤러(5)와 워터 펌프 롤러(7) 사이로부터 이격되는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 제3 아이들러 롤러(10)를 통하여 모터 제너레이터 롤러(5)로부터 워터 펌프 롤러(7)에 구동력은 거의 전달되지 않는다.
(엔진 시동 후)
도 6은 엔진 시동 후의 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 각 부재의 움직임을 도시하는 도면이다. 엔진 시동 후에는 모터 제너레이터(2)는 엔진(3)의 구동력에 의하여 발전을 행한다.
엔진(3)의 구동력에 의하여, 도 6에 있어서 엔진 롤러(6)를 우회전시킨다. 엔진 롤러(6)에 의하여 제2 아이들러 롤러(9)를 좌회전시키고, 제2 아이들러 롤러(9)에 의하여 워터 펌프 롤러(7)를 우회전시킨다. 이때, 제2 아이들러 롤러(9)에는 엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7) 사이로 파고드는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 엔진 롤러(6)의 구동력이 제2 아이들러 롤러(9)를 통하여 워터 펌프 롤러(7)에 전달된다.
엔진 롤러(6)로부터의 구동력에 의하여, 워터 펌프 롤러(7)가 우회전한다. 워터 펌프 롤러(7)에 의하여 제3 아이들러 롤러(10)를 좌회전시키고, 제3 아이들러 롤러(10)에 의하여 모터 제너레이터 롤러(5)를 우회전시킨다. 이때, 제3 아이들러 롤러(10)에는 워터 펌프 롤러(7)와 모터 제너레이터 롤러(5) 사이로 파고드는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 엔진 롤러(6)로부터 워터 펌프 롤러(7)에 전달된 구동력의 일부가, 제3 아이들러 롤러(10)를 통하여 모터 제너레이터 롤러(5)에 전달된다.
엔진 롤러(6)에 의하여 제1 아이들러 롤러(8)를 좌회전시키고, 제3 아이들러 롤러(10)에 의하여 모터 제너레이터 롤러(5)를 우회전시킨다. 이때, 제1 아이들러 롤러(8)에는 엔진 롤러(6)와 모터 제너레이터 롤러(5) 사이로부터 이격되는 방향으로 힘이 작용한다. 이것에 의하여 제1 아이들러 롤러(8)를 통하여 엔진 롤러(6)로부터 모터 제너레이터 롤러(5)에 구동력은 거의 전달되지 않는다.
[작용]
엔진(3)으로부터 보조 기기와의 사이의 구동력 전달을 벨트와 풀리를 사용하여 행하는 경우, 전달하는 구동력이 클수록 벨트 텐션을 높게 해야 한다. 벨트 텐션을 높게 하면, 벨트와 풀리 사이의 마찰이 커져, 에너지 효율이 저하될 우려가 있었다. 실시예 1과 같이, 모터 제너레이터(2)에 의하여 엔진 시동과 발전의 양쪽을 행하는 경우에는, 구동력이 큰 엔진(3)의 크랭킹 토크에 맞추어 벨트 텐션을 높게 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 에너지 효율의 저하의 문제가 커진다.
그래서 실시예 1에서는, 외주면이 모터 제너레이터 롤러(5) 및 엔진 롤러(6)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제1 아이들러 롤러(8)와, 외주면이 엔진 롤러(6) 및 워터 펌프 롤러(7)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제2 아이들러 롤러(9)와, 외주면이 워터 펌프 롤러(7) 및 모터 제너레이터 롤러(5)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제3 아이들러 롤러(10)를 설치하였다. 그리고, 엔진(3)의 시동 시에는, 모터 제너레이터(2)의 구동력을 모터 제너레이터 롤러(5), 제1 아이들러 롤러(8), 엔진 롤러(6)를 통하여 엔진(3)에 전달하여 엔진(3)을 시동하도록 하였다. 또한 엔진 시동 후에는, 엔진(3)의 구동력을 제2 아이들러 롤러(9), 워터 펌프 롤러(7), 제3 아이들러 롤러(10), 모터 제너레이터 롤러(5)를 통하여 모터 제너레이터(2)에 전달하고 모터 제너레이터(2)에 의하여 발전을 행하도록 하였다.
이것에 의하여, 엔진 시동 시에는 제1 아이들러 롤러(8)에 모터 제너레이터 롤러(5)와 엔진 롤러(6) 사이로 파고드는 방향의 힘이 작용하는 웨지 효과를 발생시킬 수 있다. 제1 아이들러 롤러(8)의 모터 제너레이터 롤러(5) 및 엔진 롤러(6)에 대한 접촉 하중은 엔진(3)의 부하에 따라 자연스레 정해지기 때문에, 제어에 의하여 접촉 하중을 조정할 필요는 없다.
또한 엔진 시동 후에는 제2 아이들러 롤러(9)에 엔진 롤러(6)와 워터 펌프 롤러(7) 사이로 파고드는 방향의 힘이 작용하는 웨지 효과를 발생시킬 수 있다. 또한 제3 아이들러 롤러(10)에 워터 펌프 롤러(7)와 모터 제너레이터 롤러(5) 사이로 파고드는 방향의 힘이 작용하는 웨지 효과를 발생시킬 수 있다. 제2 아이들러 롤러(9)의 엔진 롤러(6) 및 워터 펌프 롤러(7)에 대한 접촉 하중은, 워터 펌프(4)와 모터 제너레이터(2)의 부하에 따라 자연스레 정해진다. 제3 아이들러 롤러(10)의 워터 펌프 롤러(7) 및 모터 제너레이터 롤러(5)에 대한 접촉 하중은, 모터 제너레이터(2)의 부하에 따라 자연스레 정해진다.
모터 제너레이터(2) 및 워터 펌프(4)의 부하는, 시동 시의 엔진(3)의 부하에 비하여 작다. 그 때문에, 엔진 시동 후의 제2 아이들러 롤러(9)의 엔진 롤러(6) 및 워터 펌프 롤러(7)에 대한 접촉 하중, 그리고 워터 펌프 롤러(7) 및 모터 제너레이터 롤러(5)에 대한 접촉 하중은, 엔진 시동 시의 제1 아이들러 롤러(8)의 모터 제너레이터 롤러(5) 및 엔진 롤러(6)에 대한 접촉 하중보다도 작아진다. 즉, 엔진 시동 후의 각 롤러 사이의 마찰은, 엔진 시동 시의 각 롤러의 마찰보다도 작아, 에너지 효율의 저하를 억제할 수 있다.
도 7은 엔진 롤러(6)의 회전 역방향(도 7에 있어서 반시계 방향)으로 순서대로, 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7), 모터 제너레이터 롤러(5)로 되도록 배치한 예를 도시하는 도면이다.
엔진 롤러(6)의 회전 역방향으로 순서대로, 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7), 모터 제너레이터 롤러(5)로 되도록 배치한 경우, 상술한 바와 같은 웨지 효과를 발생시키기 위해서는, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심이, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 회전 중심을 연결하는 삼각형 A의 내측에 위치하도록 설치할 필요가 있다. 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심을 삼각형 A의 내측에 위치하도록 설치하면, 각 아이들러 롤러의 간섭을 회피하기 위하여, 아이들러 롤러를 회전 축 방향으로 어긋나게 하여 배치할 필요가 있다. 그 때문에, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 축 방향 치수가 커진다.
그래서 실시예 1에서는, 엔진 롤러(6)의 회전축 방향에서 보았을 때, 엔진 롤러(6)의 회전 방향을 향하여 순서대로 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7), 모터 제너레이터 롤러(5)로 되도록 배치하였다.
이것에 의하여, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심이, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 회전 중심을 연결하는 삼각형 A의 외측에 위치하도록 설치할 수 있다. 각 아이들러 롤러를 회전축에 직교하는 평면 상에 배치하더라도 간섭하는 일이 없기 때문에, 아이들러 롤러를 회전 축 방향으로 어긋나게 하여 배치할 필요는 없다. 그 때문에, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 축 방향 치수를 작게 할 수 있다. 또한 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심이 삼각형 A의 외측에 배치되어 있기 때문에, 각 아이들러 롤러의 교환이 용이해진다.
웨지 효과를 이용한 프릭션 드라이브에서는, 구동력의 전달은 일 방향으로밖에 행할 수 없다. 그러나, 실시예 1의 차량용 보조 기기 구동 장치(1)는, 엔진 시동 시에는 모터 제너레이터(2)로부터 엔진(3)에 구동 토크를 전달하고, 엔진 시동 후에는 엔진(3)으로부터 모터 제너레이터(2)에 구동 토크를 전달할 필요가 있다. 그 때문에, 구동력 전달 경로를 2계통 설치할 필요가 있다.
실시예 1에서는, 엔진(3)으로부터 모터 제너레이터(2)에 구동력을 전달하는 경로 상에, 항시 엔진(3)에 의하여 구동되는 워터 펌프(4)를 배치하도록 하였다. 이것에 의하여, 엔진(3)으로부터 모터 제너레이터(2)에 구동력을 전달하는 구동력 전달 계통을, 엔진(3)으로부터 워터 펌프(4)에 구동력을 전달하는 구동력 전달 경로에도 이용할 수 있다. 따라서, 별도로, 엔진(3)으로부터 워터 펌프(4)에 구동력을 전달하는 구동력 전달 경로를 설치할 필요가 없어, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한 실시예 1에서는, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 외주면을 형성하는 수지의 강도는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)의 외주면을 형성하는 철계 금속의 강도보다도 낮은 것을 사용하도록 하였다.
이것에 의하여 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 최약부를 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)로 할 수 있다. 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)는, 보조 기기에 접속되어 있는 것은 아니다. 또한 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)와 접촉하도록 가압되어 있지만, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 설치 위치 정밀도는 그다지 높지는 않아도 된다. 또한, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)의 회전 중심이 삼각형 A의 외측에 배치되어 있다. 따라서, 제1 아이들러 롤러(8), 제2 아이들러 롤러(9), 제3 아이들러 롤러(10)는, 모터 제너레이터 롤러(5), 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7)보다도 교환이 용이하여, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 수리를 용 이하게 할 수 있다.
[효과]
(1) 엔진(3)의 크랭크축과 일체로 회전하는 엔진 롤러(6)와, 모터 제너레이터(2)의 회전축과 일체로 회전하는 모터 제너레이터 롤러(5)와, 엔진(3) 또는 모터 제너레이터(2)에 의하여 구동되는 워터 펌프(4)의 회전축과 일체로 회전하는 워터 펌프 롤러(7)(회전 롤러)와, 외주면이 모터 제너레이터 롤러(5) 및 엔진 롤러(6)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제1 아이들러 롤러(8)와, 외주면이 엔진 롤러(6) 및 워터 펌프 롤러(7)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제2 아이들러 롤러(9)와, 외주면이 워터 펌프 롤러(7) 및 모터 제너레이터 롤러(5)의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제3 아이들러 롤러(10)를 갖고, 엔진 시동 시에는, 모터 제너레이터 롤러(5), 제1 아이들러 롤러(8), 엔진 롤러(6)를 통하여 모터 제너레이터(2)의 구동력을 엔진에 전달하여 엔진(3)을 시동하고, 엔진 시동 후에는, 엔진 롤러(6), 제2 아이들러 롤러(9), 워터 펌프 롤러(7), 제3 아이들러 롤러(10), 모터 제너레이터 롤러(5)를 통하여 엔진(3)의 구동력을 모터 제너레이터(2)에 전달하고 모터 제너레이터(2)에 의하여 발전을 행하도록 하였다.
따라서, 엔진 시동 후의 각 롤러 사이의 마찰을 엔진 시동 시의 각 롤러의 마찰보다도 작게 할 수 있어 에너지 효율의 저하를 억제할 수 있다.
(2) 엔진 롤러(6)의 회전축 방향에서 보았을 때, 엔진 롤러(6)의 회전 방향을 향하여 순서대로 엔진 롤러(6), 워터 펌프 롤러(7), 모터 제너레이터 롤러(5)를 배치하였다.
따라서, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 축 방향 치수를 작게 할 수 있다.
(3) 워터 펌프 롤러(7)는, 엔진(3)에 냉각수를 공급하는 워터 펌프(4)의 구동축과 일체로 회전하도록 하였다.
따라서, 차량용 보조 기기 구동 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
〔다른 실시예〕
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 도면에 기초하는 실시예에 의하여 설명했지만, 본 발명의 구체적인 구성은, 실시예에 한정되는 것은 아니며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있더라도 본 발명에 포함된다.
실시예 1에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 각 롤러의 회전축 방향에서 보았을 때 엔진 롤러(6)의 우측에 모터 제너레이터 롤러(5)가 배치되어 있지만, 도 8에 도시하는 바와 같이 엔진 롤러(6)의 좌측에 모터 제너레이터 롤러(5)가 배치되도록 해도 된다.
실시예 1의 워터 펌프(4) 대신, 엔진(3)과 동기하여 구동하는 그 외의 보조 기기를 사용해도 된다. 또는 보조 기기에 연결하지 않고 고정축의 아이들러 롤러로 해도 된다.
1: 차량용 보조 기기 구동 장치
2: 모터 제너레이터
3: 엔진
4: 워터 펌프
5: 모터 제너레이터 롤러
6: 엔진 롤러
7: 워터 펌프 롤러(회전 롤러)
8: 제1 아이들러 롤러
9: 제2 아이들러 롤러
10: 제3 아이들러 롤러

Claims (3)

  1. 엔진의 크랭크축과 일체로 회전하는 엔진 롤러와,
    모터 제너레이터의 회전축과 일체로 회전하는 모터 제너레이터 롤러와,
    상기 엔진 또는 상기 모터 제너레이터에 의하여 구동되는 보조 기기의 회전축과 일체로 회전하는 회전 롤러와,
    외주면이 상기 모터 제너레이터 롤러 및 상기 엔진 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제1 아이들러 롤러와,
    외주면이 상기 엔진 롤러 및 상기 회전 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제2 아이들러 롤러와,
    외주면이 상기 회전 롤러 및 상기 모터 제너레이터 롤러의 외주면에 접촉하는 방향으로 가압된 제3 아이들러 롤러를 갖고,
    상기 엔진 시동 시에는, 상기 모터 제너레이터 롤러, 상기 제1 아이들러 롤러, 상기 엔진 롤러를 통하여, 상기 모터 제너레이터의 구동력을 상기 엔진에 전달하여 상기 엔진을 시동하고,
    상기 엔진 시동 후에는, 상기 엔진 롤러, 상기 제2 아이들러 롤러, 상기 회전 롤러, 상기 제3 아이들러 롤러, 상기 모터 제너레이터 롤러를 통하여 상기 엔진의 구동력을 상기 모터 제너레이터에 전달하고 상기 모터 제너레이터에 의하여 발전을 행하는 것을 특징으로 하는, 차량용 보조 기기 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 롤러의 회전축 방향에서 보았을 때, 상기 엔진 롤러의 회전 방향을 향하여 순서대로 상기 엔진 롤러, 상기 회전 롤러, 상기 모터 제너레이터 롤러를 배치한 것을 특징으로 하는, 차량용 보조 기기 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 롤러는, 상기 엔진에 냉각수를 공급하는 워터 펌프의 구동축과 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는, 차량용 보조 기기 구동 장치.
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