WO1996008642A1 - Dispositif d'entrainement d'un alternateur de moteur, et alternateur destine a des elements de moteur - Google Patents

Description

明 細

、ジ ンの才ノレタネ—— 夕幕区動装置

及びそれ ίこ用 、る

ンネ甫機用才ノレ夕ネ一夕

[技術分野]

本発明は、 例えば自動車エンジンのオルタネータ駆動装置及びそれに用いるェンジ ン補機用オル夕ネー夕に関し、特に、 エンジンの爆発工程による微小角 ϋ¾変動を伴 なうクランク軸の回転駆動力を、発電負荷よりも大きい回転慣性を有するロータ力備 えられたオルタネー夕のオルタネータ軸に伝動ベルトを介して伝達するようにした回 転伝達経路の ^に関する。

[背景技術]

例えば、 吸気行程—圧縮行程—爆発行程—排気行程の 4つの行程で 1つのサイクル を構成する 4サイクルの自動車エンジンでは、 エネルギーを発生するのは爆発行 程のみであって、 他の行程時には発生しないことから、 そのクランク軸の回転駆動力 には常に微小な角速 動が伴うという特性のあることは知られている。 そして、 そ のような自動車ェンジンを駆動源としてェンジン用補機を 1|騰する際に、 その補機と してオルタネ一タカ <使用される場合には、 上記クランク軸の微小角速度変動と相俟っ て、 次のような問題が生じる。 すなわち、 上記オルタネータでは、 オルタネー夕章由に 回転一体に連結されているロータが大きな回転惯性（慣性モーメント） を有している ので、 その回転憤性トルクは大きい。 一方、 負荷トルクとしての発電トルクはロー夕 がステ一夕の磁界を横切るだけのトルクで済むことから、 そのトルクは小さい。 この ため、 上記ロータを、 ± ^の微小角速度変動を伴うクランク拳由で駆動すると、 クラン ク軸及びロー夕間の伝動ベルトを介しての回転伝達経路に瞬間的に動力循環が発生す る。 つまり、 クランク軸の微小角速度変動における角速度減少時 （以下、 単に角速度 減少時という） には、 クランク拿由からロータに送られた動力をロータの回転速度を低 下させることでクランク軸に戻し、 一方、 クランク ί由の微小角速 動における角速 度増加時 （以下、 単に角速度增加時という） には回転駆動力の無いロータを再びクラ ンク ΐ由で加速することである。 そして、 この動力循環において、 上記伝動ベルトは、 発電トルクに回転慣性トルクが台わさったトルクを常に負担することになるが、 その 際の回転慣性トルク力発電トルクに比べて極めて大であることから、 ベルトの早期破 損やベルトのすベりによる異音の発生を招くのである。

上記の問題に対し、 本出願人は、 先の日本出願 （特開昭 6 1— 2 2 8 1 5 3号） に おいて、 上記オルタネータ軸とそのプーリとの間に一方向クラッチを介設し、 クラン ク拳もの角速度增加時には該クランク軸の回転駆動力を上記オルタネー夕拳由に伝達する —方、 クランク軸の角速度'减少時には上記ロータの回転惯性トルクが伝動ベルトを介 してクランク拳由に動力循環しないように上記ォルタネ一タ奉由及びブーリ間の回転伝達 を遮断するようにした技術を提案している。

上記提案によれば、 エンジンのクランク軸により伝動ベルトを介してオルタネー夕 を回転駆動する場合、 クランク拳由の角速度'减少時にはロー夕からクランク軸への動力 循環が行われず、 そのような動力循環による口一夕の回 feit度の低下がないので、 ク ランク軸の角速度增加時に伝動ベル卜が負担するトルクを大幅に軽減することができ る。 したがって、 ベルトの早期破損やベルトのすべりによる異音の発生を防止して伝 動ベルトの長寿命化を図ることができ、 その結果、 例えばディーゼルエンジン用補機 としてのオルタネー夕に対するベルト S区動を実現できるようになる。 さらに、 オルタ ネー夕軸とそのプーリとの間に一方向クラッチを介設するだけの簡単な構造であるの で、 実施も容易である。

-技術的課題 - し力、しな力、'ら、 上記オルタネータ¾¾装置では、 一方向クラッチを設置するに当た り、 オルタネータ軸にそのプーリを相対回転可能に支持させるようにするために、 ォ ルタネ一夕 ΐ由の紬心方向における一方向クラッチの両側位 sに、 上記プーリ用の蚰受 を配置しなければならないという制約力《生じる。 すなわち、 Vリブドベルト等、 ベル ト幅の広い伝動ベルトが使用される場合には、 そのプーリ幅も広いので、 プーリ幅の 範囲に上記 2つの軸受を配置することができる。 これに対し、 Vベルト等、 ベルト幅 の抉い 動ベルトが fflされる場合には、 そのプーリ幅も抉いことから、 牵由受がブー リ幅の範囲から食み出ることになり、 その分だけオルタネータ軸を延長しなければな らない。 そうすると、 オルタネー夕側の奉由受分だけプーリ力幸由方向に変位して伝動べ ルトの位置力《変化することになるので、 それに応じて駆動装置のレイァゥト全体を変 更しなければならなくなり、 これでは、 実施が容易であるとはいい難 t、。

また、 上記幸由受には、 プーリを介してベルト軸荷重の全てが加わることになる。 し たがって、 そのような大きい軸荷重に対し、 比較的低コストである転がり聿由受やすべ り幸由受等では十分に耐えられないことから、 上記軸受に要するコス卜がかさむように なり、 このことも実施化の上で妨げとなる。

さらに、 ディーゼルエンジン力《搭載された自動車では、 ブレーキ用のバキュームポ ンプを備えていて、 そのバキュームポンプが上記オル夕ネータ軸に駆動連結されてい ることが多い。 その場台に、 上記一方向クラッチに作動不良力《生じてオルタネー夕軸 が回転されなくなると、 オルタネータだけでなく、 上記バキュームポンプも駆動でき なくなる。

尚、 上記一方向クラッチを、 オルタネータ側のプーリではなく、 エンジン側のプー リに配匿した場合でも、 上記の場合と同様の問題はそれぞれ生じる。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、 その主な目的は、 一方向クラッ チの設置により伝動ベルトの負担軽'减化が図れるオルタネ一夕駆動装置を実施するに 当たり、 上記一方向クラッチの配置を変更することで、 一方向クラッチの設置に伴つ て必要となる新たな蚰受を配置する際に、 プ一リ幅が抉 L、場合でもオルタネータ蚰等 の延長に起因するオルタネータ駆動装置のレイァゥト全体の変更を不要とすることが でき、 もって、 上記一方向クラッチを備えたオル夕ネー夕駆動装置の実施化をさらに 容易なものとすることにある。

[発明の開示]

上記の目的を達成するために、 請求項 1の発明では、 エンジンのクランク軸からォ ルタネ一夕のロータに至る回転伝達経路において、 オル夕ネー夕幸由とそのプーリとの 間ではなく、 オルタネータ ί由と上記ロータとの間に一方向クラッチを介設するように し、 このことで、 オルタネー夕軸のプーリ幅が狭い場台でも、 オルタネー夕軸の延長 化を伴わずに牵由受が配置できるようにした。

一解決手段一

具体的には、 請求項 1の発明では、 エンジンのクランク拿由を駆動蚰とする一方、 発 電負荷よりも大きい回転慣性を有するロー夕カ えられたオルタネー夕のオルタネー 夕幸由を従動幸由とし、 これらクランク ί由及びオルタネー夕幸由間に巻き掛けられた伝動べ ルトを介して、 上記クランク軸の微小角速度変動を伴う回転駆動力を上記オルタネ一 夕軸に伝達して上記ロータを回転駆動させるようにしたエンジンのオルタネ一夕駆動 装置が前提である。

そして、 上記オルタネ一夕軸とロータとの間に、 クランク ΐ由の角速度増加時には該 クランク拳由からのオルタネータ奉もの回転力を上記口一夕に伝達する一方、 クランク幸由 の角速度減少時には上記ロー夕の回牵云惯性トルクが伝動ベル卜を介してクランク牵由に 動力循環しないように上記ロータ及びオルタネー夕軸間の回転伝達を遮断する一方向 クラツチが介設されているものとする。

上記の構成により、 ェンジンのオル夕ネー夕駆動装置における回転伝達经路内に一 方向クラッチを設置するのに伴って新たに必要となる軸受を、 オル夕ネー夕蚰とその プーリとの間ではなく、 オルタネー夕の内部 （オルタネ一夕 とロータとの間） に配 置することができる。 この結果、 オル夕ネータ軸のプーリ幅が ¾い場台でも、 上記 ί由 受を配置することに起因するオルタネー夕寒由の延長化を不要とすることができ、 一方 向クラッチにより伝動ベルトの負担軽減化が図れるオルタネ一夕駆動装置の ¾J ^匕を 容易なものとすることができる。 また、 上記粬受にはベルト軸荷重の影響が及ばない ので、 そのような荷重には十分に耐えることはできないけれども比較的低コストであ る転がり ί由受やすべり ΐ由受等を使用することができ、 その分だけ上記ォルタネ一夕駆 動装置の n½に伴うコストアップを抑えること力 <できる。

請求項 2の発明では、 上記請求項 1の発明において、 一方向クラッチ力《、 オルタネ 一夕のオルタネ一夕幸由に回 体に連結された駆動側回転部材と、 オルタネー夕の口 -夕に回 ife ""体に連結され、 その回転方向において上記駆動側回転部材に係台可能な 従動側回転部材とを有していて、 クランク幸もの角速度増加時には ^転部材間の係合 関係がロック状態に切り換わるように作動することで該クランク からのオルタネー 夕牵由の回転力を上記ロー夕に伝達する一方、 クランク ί由の角速度減少時には両回転部 材間の係台関係がフリ一状態に切り換わるように作動することで上記ロータの回転慣 性トルクが伝動ベルトを介してクランク幸由に動力循環しないように上記ロー夕及びォ ル夕ネー夕軸間の回転伝達を遮断する構成とされている場合に、 上記クランク蚰の角 速度增加時に両回転部材間の係台関係がフリ一状態からロック状態に切り換わる際の 従動側回転部材に対する駆動側回転部材の作動遅れ角は、 上記クランク 由による駆動 側回転部材の微小角速度変動の微小変位角よりも小さく設定されているものとする。 上記の構成により、 作動遅れ角が大きすぎることに起因する駆動側及び従動側回転 部材間のロックミスを回避できるので、 駆動側回転部材の回転力により従動側回転部 材を確実に回転駆動することができ、 オルタネー夕の一方向クラッチを介してのベル ト 動を確実に行えるようになる。

請求項 3の発明では、 上記請求項 1の発明において、 オルタネ一夕軸の軸心方向に おける一方向クラッチの両側位置に、 オル夕ネー夕幸由にロー夕を相対回転可能に支持 させる拳由受が設けられているものとする。 この構成により、 請求項 1の発明による効 果を具体的に得ることができる。

請求項 4の発明では、 上記請求項 1の発明において、 エンジンが自動車用のディー ゼルエンジンであって、 自動車ブレーキ用のバキュームポンプを備えている場合に、 上記バキュームポンプは、 オルタネ一夕のオルタネ一タ軸に回 ¾~体に駆動連結され ているものとする。 この構成により、 一方向クラッチがオルタネ一夕軸とそのプーリ との間に介設されている場合と異なり、 一方向クラッチの作動不良時においても、 ク ランク軸の回転 ig動力をオルタネ一夕軸に伝達することができ、 よって、 オル夕ネー 夕軸の回転力によるブレーキ用バキュームボンプの駆動を確保することができる。 請求項 5の発明では、 エンジン補機用のオルタネー夕として、 オルタネー夕蚰とロ 一夕との間に、 オルタネータ蚰の角速度增加時にはその回転力を口一夕に伝達する一 方、 オル夕ネー夕幸由の角速度'减少時にはロータの回転慣性トルク力《該オルタネ一夕軸 に動力循環しないようにロータ及びオルタネー夕軸間の回転伝達を遮断する一方向ク ラッチが介設されているものとする。 したがって、 この構成によっても、 上記請求項 1の発明の場台と同じ効果を奏することができる。

[図面の簡単な説明]

図 1は、 本発明の実施例に係るエンジンのオルタネー夕駆動装置のレイァゥトを概 略的に示す正面図である。

図 2は、 オル夕ネー夕の構成を示す縱断側面図である。

図 3は、 オル夕ネー夕内に配置された一方向クラッチの要部を拡大して模式的に示 す断面図である。

図 4は、 従来のオルタネー夕におけるロータの回転変動をクランク軸の微小角速度 変動と併せて模式的に示す波形図である。 図 5は、 本実施例のオルタネータの作動を示す図 4相当図である。

図 6は、 ァウタレースに対するィンナレースの作動遅れ角がィンナレースの微小角 速度変動の微小変位角よりも大きい一方向クラッチの作動を模式的に示す波形図であ る o

図 7は、 本実施例の一方向クラッチの作動を示す図 6相当図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図 1は、 本発明の実施例に係る自動車用ェンジンのオルタネ一夕 ^ll装置のレイァ ゥトを車両フロント側から概略的に示しており、 また、 図 2は、 上記駆動装置に用い たオルタネー夕 1の構成を示している。 尚、 図 2では、 右側をフロント側、 左側をリ ャ側としている。

上記オルタネー夕駆動装置は、 自動車力《縱置きに搭載するディーゼルエンジン Dの フロント側に設けられていて、 エンジン Dのクランク f由 2のフロント側端部に回 一 体に連結された駆動プーリ 2 aと、 複数のエンジン用補機における各従動軸のフロン ト側端部にそれぞれ回 fe" "体に連結された複数の従動ブーリとの間に、 伝動ベルトと しての 1本の Vベルト 3を坨行状に巻き掛けた、 いわゆるサーペンタインレイァゥ卜 と称されるものである。 具体的には、 上記 プーリ 2 aから図 1に矢印で示す Vベ ルト 3の走行方向の順に、 オートテンショナのテンションプーリ 4、 パワーステアリ ング装置の油圧ポンプを駆動するためのプーリ 5、 アイドラプーリ 6、 エアコンディ ショナの圧縮機を駆動するためのブーリ 7及びェンジン冷却ファン用のブーリ 8がそ れぞれ配置されている。 そして、 上記オルタネータ 1のプーリ 1 aは、 オートテンシ ョナのプーリ 4とパワーステアリング装置のプーリ 5との間に設置されている。 尚、 上記ベル卜 3は、 テンションプーリ 4とファンプーリ 8とに対してはその背面側が卷 き掛けられている。 上記オルタネー夕 1は、 図 2に詳しく示すように、 各々、 有底筒状をなしていて各 開口部同士が互 I、に対向する状態で一体に組み付けられたフロントカバー 9及びリャ カバー 1◦を有し、 フロントカバー 9の外周のフロント側にそれぞれ突設された 2箇 所の取付部 9 a , 9 aにおいてエンジン Dに固定されるようになっている。 そして、 両カバー 9 , 1 0の各 をそれぞれ貫通した状態で、 オル夕ネー夕 1のオル夕ネー 夕幸由 1 1がフロントベアリング 1 2及びリャベアリング 1 3を介して軸心 Pの回りに 回転可能に支持されている。 このオルタネー夕軸 1 1のフロントカバー 9からフロン ト側に向けて突出した端部には六角ナツト 1 1 aが嫘着されていて、 このことで上記 プーリ 1 aを回転一体に連結している。 一方、 オル夕ネー夕軸 1 1のリャカバー 1 0 からリャ側に向けて突出した端部には、 ブレーキ装置のノくキュームポンプ 1 4が回転 —体に連結されている。 さらに、 オルタネータ軸 1 1におけるリャカバ一 1 0のフロ ント側部分には、 2つのスリップリング 1 5, 1 5がオルタネー夕 f由 1 1にその幸由 、 方向にずれて回転一体に配置されている。

上記フロントカバ一 9の内周面には、 オルタネータ 1のステ一夕 1 6が上記 ΐ由心 P の周りに円環状に配置されている。 このステ一夕 1 6は、 内周側に複数のスロットが 周方向に等ピッチ間隔で形成されたステ一夕コア 1 7と、 このステ一夕コア 1 7に巻 き付けられたステ一夕コイル 1 8とからなっている。 ステ一夕コイル 1 8は、 位相が 1 2 0。 ずつ互いにずれてなる 3つの U相、 V相及び W相で構成されていて、 ステー 夕 1 6の内部空間に磁界を発生させるようになされている。

一方、 上記オルタネー夕幸由 1 1には、 オルタネー夕 1のロー夕 1 9が同;!:狀に配置 されている。 この口一夕 1 9は、 オルタネー夕紬 1 1に遊挿されたリング状のロー夕 コア 2 0と、 このロータコア 2 0に巻き付けられていて、 一端が上記一方のスリップ リング 1 5に、 また他端が上記他方のスリップリング 1 5にそれぞれ電気的に接続さ れたフィールドコイル 2 1とからなっている。 上記ロータコア 2 0は、 各々、 オルタ ネー夕 ΐ由 1 1に外嵌台されかつ幸由心方向において対向配置された 1対のポールコア 2 0 a , 2 0 aからなつている。 これら両ポールコア 2 0 a , 2 0 aは、 オルタネー夕 t由 1 1に遊揷された円筒部材 2 9にそれぞれ嵌挿されて互いに回 ¾~体に連結されて いる。 尚、 ロータ 1 9のフロント側にはフロントファン 2 2力く、 またリャ側にはリャ ファン 2 3がそれぞれ該ロータ 1 9に回幸 έ~体に連結されていて、 ロータ 1 9の回転 に伴ってオルタネータ 1の内部空間を冷却するようになされている。

上記ステ一夕 1 6及びロータ 1 9のリャ側に位置する空間には、 2本のブラシ 2 4， 2 4と、 各ブラシ 2 4をそれぞれオルタネ一タ軸 1 1に対し進退動可能に保持するブ ラシホルダ 2 5と、 各ブラシ 2 4をそれぞれオルタネー夕軸 1 1に向けて付勢する圧 縮コイルばね 2 6と力《配置されている。 そして、 各ブラシ 2 4の先端カ《上記スリップ リング 1 5の外周面に摺動可能に圧接するようになされている。 また、 図示は省略す もが、 —方のブラシ 2 4の基端には後述の電圧調整回路が、 また他方のブラシ 2 4の 基端にはステ一夕コイル 1 8の一端がそれぞれ電気的に接統されている。 さらに、 ォ ルタネータ 1内には、 6つのダイォードがプリッジ状に接続されてなる全波整流回路 と、 オルタネ一タ 1の出力電圧に基づいてロータ 1 9のフィールドコイル 2 1の電流 を制御することで上記出力 ¾Εを調整する 調整回路と力《配置されている。

そして、 上記オルタネータ軸 1 1とロー夕 1 9との間には、 クランク幸由 2の角速度 增加時 （微小角速度変動における角速度增加時） には該クランク幸由 2からのオルタネ 一夕 ΐ由 1 1の回転力をロータ 1 9に伝達する一方、 クランク軸 2の角速度'减少時 （微 小角速度変動における角速度'减少時） にはロータ 1 9の回転慣性トルクが Vベル卜 3 を介してクランク軸 2に動力循環しないようにロータ 1 9及びオルタネータ紬 1 1間 の回転 達を遮断する一方向クラッチ 2 7が介設されている。 具体的には、 上記オル タネ一夕拳由 1 1及びロータ 1 9間に 1対の軸受 2 8. 2 8が配置されていて、 これら 両由受 2 8, 2 8によりロータ 1 9はオルタネータ軸 1 1に相対回転可能に支持され ている。 そして、 オルタネータ軸 1 1、 ロータ 1 9及 0¾轴受 2 8, 2 8の区画形成 する円筒状の空間に上記一方向クラッチ 2 7は配置されている。 上記一方向クラッチ 2 7はァウタローラ式のもので、 図 3に拡大して部分的に示す ように、 オルタネー夕軸 1 1に回転一体に連結された駆動側回転部材としてのインナ レース 3 7と、 ロータ 1 9に回 I云一体に連結され、 その回転方向において複数個 （同 図には 1個のみ示している） のクラッチローラ 4 0 , 4 0 , …を介して上記インナレ ース 3 7に係台可能な従動側回転部材としてのァウタレース 3 8とを有する。 上記ァ ウタレース 3 8の内周側には、 複数 （同図には 1つのみ示している） の凹部 3 9 , 3 9 , …が周方向に所定ピッチ間隔をおいて設けられていて、 これら各凹部 3 9内に上 記クラッチローラ 4 0は配置されている。 また、 上記各凹部 3 9におけるァゥ夕レー ス 3 8の内周面 3 8 aは、 上記ィンナレース 3 7の外周面 3 7 aとの半径方向の間隔 が同図の反時計回り方向に向かって徐々に小さくなるように形成されている。 つまり、 ィンナレース 3 7及びローラ 4 0間の接点を通る接線に対しァウタレース 3 8及び口 ーラ 4 0間の接点を通る接線力 <所定の角度 αだけ傾斜していて、 このことで、 上記ァ ウタレース 3 8に対しインナレース 3 7がロック方向 （同図の反時計回り方向） に相 対回転したときに、 各ローラ 4◦がィンナレース 3 7の外周面 3 7 aとァゥ夕レース 3 8の内周面 3 8 aとの間に嵌まり込んでその楔作用により両レース 3 7 , 3 8間の 係台関係がロック状態に切り換わるように作動する一方、 ァウタレース 3 8に対しィ ンナレース 3 7がフリー方向 （同図の時計回り方向） に相対回転したときに、 両レー ス 3 7 , 3 8間の係合関係がフリー状態に切り換わるように作動する。 尚、 図示は省 略している力 各ローラ 4 0はクラッチばねにより同図の反時計回り方向に向けて常 に付勢されている。

そして、 上記クランク幸由 2の角速度增加時にィンナレース 3 7及びァウタレース 3 8間の係合関係がフリー状態からロック状態に切り換わる際のァウタレース 3 8に対 するインナレース 3 7の作動遅れ角 は、 上記クランク軸 2によるィンナレース 3 7 の微小角速度変動の微小変位角 sよりも小さい値 （ く s ) に設定されている。 つま り、 上記作動遅れ角 は、 ァゥ夕レース 3 8の内周面 3 8 aの傾斜角度ひの大きさに 応じて決まるようになつており、 傾斜角度 αを大きくすればその分だけ作動遅れ角 β も大きくなる一方、 傾斜角度 αを小さくすればその分だけ作動遅れ角 /Sも小さくなる _c 次に、 上記エンジンのオルタネ一夕駆動装置の作動について説明する。 尚、 以下の 説明では、 一方向クラッチ 2 7のィンナレース 3 7はエンジン Dのクランク軸と同じ 速度で回転するものとする。

ディーゼルエンジン Dのクランク拳由 2の角速度増加時には、 クランク拳由 2とオルタ ネー夕 1のロータ 1 9との間の Vベルト 3を介しての回転伝達経路は、 一方向クラッ チ 2 7がロック状態となることにより接続されるので、 上記ロータ 1 9はクランク聿由 2の回転駆動力により回転駆動される。 一方、 クランク軸 2の角速度減少時には、 上 記回転伝達経路は一方向クラツチ 2 7がフリ一状態となることにより遮断されるので、 ロータ 1 9の回 慣性トルクが Vベルト 3を介してクランク 由 2に動力循環されるこ とは回避される。 そして、 オル夕ネー夕 1において発電負荷やメカニカルロスにより ロー夕 1 9の回転が徐々に低下していく一方、 クランク軸 2の角速度が再び增加する ようになると、 やがて上記一方向クラッチ 2 7がロック状態となり、 該ー方向クラッ チ 2 7を介してクランク牵由 2の回転駆動力がオルタネ一夕 1のロータ 1 9に伝達され るようになる。

一般に、 ディーゼルエンジンの回転作動時には最大で 6〜8。 （ガソリンエンジン では最大で 1. 5〜2. 0。 ） の微小角速度変動が生じており、 したがって、 1 Z 6 0秒間など極めて短いサイクル毎にみれば、 図 4に実線で示すようにクランク t由の角 速度は周期的に変動している。

この場合に、 一方向クラッチ無しのオルタネー夕駆動装置では、 上記クランク軸か らオルタネー夕軸 （ロータ） に一旦送られた動力は、 クランク拳由の角速度減少時には クランク軸に戻り、 その後、 クランク の角速度增加時には再び回転駆動力の無いォ ルタネ一夕のロータ （オルタネ一夕 ί由） を加速する。 これを繰り返して動力循環を行 うことにより、 伝動ベルトは、 第 4図に破線で示すように、 ロータをその回転慣性に 抗して駆動するのに必要な回転慣性トルクと、 ロータに磁界を横切らせるに必要な発 電トルクとを合わせた駆動必要トルク T , を常に負担することになる。 そして、 上言己 回聿云慣性トルクが発電トルクよりも極めて大きいため、 この回 慣性トルクが上記駆 動必要トルク の大部分を占めることになり、 このことがベル卜の早期破損の原因 になっている。

これに対し、 本実施例のオルタネ一夕駆動装置では、 クランク軸 2の角速度增加時 にはクランク幸由 2からベルト 3を介しての口一夕 1 9への回転伝達を接続する一方、 クランク奉由 2の角速度'减少時にはロータ 1 9の回転慣性トルクがベルト 3を介してク ランク軸 2に動力循環しないように上記回転伝達力《遮断される。 よって、 クランク牵由 2の角速度減少時におけるロータ 1 9からクランク軸 2への動力循環はなされず、 ク ランク拿由 2からオルタネータ幸由 1 1に送られた動力はロータ 1 9に対する回転トルク として存在できる。 このため、 この回転トルクはオルタネータ 1を駆動する動力 （発 電負荷） として消費されるにすぎず、 その消費量は少ない。

そして、 第 5図に示ように、 クランク蚰 2の角速度增加時には、 上記オルタネー夕 軸 1 1の回転低下分を加速できるだけの回転惯性トルクをベルト 3が負担するだけで 済む。 つまり、 このトルク力《駆動必要トルク T ₂ であり、 上述の一方向クラッチ無し の場台の駆動必要トルク Τ , よりもはるかに小さく （Τ ₂ < Τ , ) なる。 実際の駆動 必要トルク Τ ₂ は、 上記発電トルクの大きさに応じて大きくなるのである力；'、 少なく とも両回転慣性トルク間の差分だけは、 ベルト 3の負担する駆動必要トルク Τ ₂ は確 実に小さくなる。 換言すれば、 発電負荷が零状態であれば、 オル夕ネー夕軸 1 1が自 然に回転低下する分の動力を入力するだけで済むので、 ベル卜 3が負担する駆動必要 トルク Τ₂ は皆無に近くなるのである。 一方、 一方向クラッチ無しの場合では、 発電 負荷が零の状態でも、 やはり、 ロータをクランク幸由の角速度変動により加減速される 分の回牵云惧性トルクが必要であることから、 ベルトの負担する駆動必要トルク Τ , は かなり大きなものとならざるを得ない。 因みに、 オルタネー夕以外の他のエンジン用補機、 例えばオイルポンプやウォータ ポンプ等の場合には、 その負荷トルク （ポンプ負荷） は大きく、 一方、 回転憤性トル クは比較的小さい。 そのために、 一方向クラッチ無しの場合でも動力循環がほとんど 生じず、 生じたとしてもその循環量は小さいので、 上記のような問題は生じない。 ま た、 クランク事由の角速度減少時に補機 （従動軸） 側で消費される動力力 <大きく、 その 分、 従動幸由の回転低下力《大きいので、 たとえ、 動力循環をしないように上記オルタネ 一夕の場合のように一方向クラッチを装着したとしても、 クランク軸の角速度增加時 にはこの大きな回耘低下分を加速するだけのトルクがやはり必要となる。 これらのこ とから、 ベルトが負担するトルクは一方向クラッチ無しの場台とさほど変わらず、一 方向クラッチを介装することは何ら有効な手段とはならな 、。

ところで、 上記一方向クラッチ 2 7としては、 どのような一方向クラッチであって も用いることカ《できるという訳ではない。 つまり、 一方向クラッチがフリー状態から ロック状態に切り換わる際には、 インナレースがァウタレースに対し所定の作動遅れ 角^だけ相対回転することで実質的なロック状態に切り換わる。 した力《つて、 図 6に 示すように、 作動遅れ角^の大きすぎる一方向クラッチでは口ックミスが生じること となり、 ベル卜伝動による確実なオルタネー夕駆動力《損なわれる。

これに対し、 本実施例では、 図 7に示すように、 上記一方向クラッチ 2 7の作動遅 れ角 /3力《、 該ー方向クラッチ 2 7のィンナレース 3 7に伝達されるクランク軸 2の微 小角速度変動の微小変位角 sよりも小さいので、 インナレース 3 7の回耘力によりァ ウタレース 3 8は確実に回転駆動される。 よって、 オルタネ一タ 1の一方向クラッチ 2 7を介してのベルト駆動は確実に行われるようになる。

したがって、 本実施例によれば、 一方向クラッチ 2 7の配置に伴い新たに必要とな つた由受 2 8, 2 8をオルタネー夕 1内に配置することができるので、 オル夕ネー夕 軸 1 1のプーリ 1 aの幅が狭い場台でも、 レイァゥト全体の変更を拌うようなオルタ ネー夕軸 1 1の延長化が不要であり、 よって、 一方向クラッチにより伝動ベル卜の負 担軽'减化が図れるオルタネー夕駆動装置の実施化をさらに容易なものとすることがで きる。

その際に、 上記一方向クラッチ 2 7では、 ァゥ夕レース 3 8に対するインナレース 3 7の作動遅れ角 βが、 クランク幸由 2によるインナレース 3 7の微小角速度変動の微 小変位角 sよりも小さいので、 一方向クラッチ 2 7のロックミスの発生を回避してィ ンナレース 3 7の回転力によりァゥ夕レース 3 8を確実に回転駆動することができ、 よって、 オルタネ一タ 1の一方向クラッチ 2 7を介してのベルト 動を確実に行うこ とができる。

また、 上記 ΐ由受 28. 2 8は、 オルタネータ幸由 1 1にロータ 1 9を相対回転可能に 支持させるものであって、 これら紬受 2 8, 2 8にはベルト蚰荷重の影響力、'及ばない こと力、ら、 比交的低コストな幸云がり蚰受やすべり紬受等を使用することができ、 この ことで上記オルタネー夕駆動装置の実施に伴うコストアツプを抑えるようにすること ができる。

さらに、 上記オルタネー夕軸 1 1は、 一方向クラッチ 2 7の断接作動に抅らずベル ト 3を介してクランク牵由 2により常に回転駆動されるので、 上記一方向クラッチ 2 7 の作動不良時においてもブレーキ用バキュームポンプ 1 4をオル夕ネー夕軸 1 1を介 して確実に ξ区動することができる。

尚、 上記実施例では、 一方向クラッチ 2 7にァゥ夕ローラ式のものを用いているが、 作動遅れ角 を所定の変位角よりも小さく設定できるものであれば、 例えばラチエツ ト式クラッチ等を用いてもよく、 その種類は特に限定されない。

また、 上記実施例では、 ディーゼルエンジン Dにおけるオルタネー夕駆動装置につ いて説明した力 ガソリンェンジンに適用してもよい。

また、 上記実施例では、 伝動ベルトに Vベルト 3を用いた力 Vリブドベルト等の 他のベルトを用いてもよい。

さらに、 上記実施例では、 サーペン夕インレイアウトの駆動装置について説明した が、 駆動装置の具体的なレイアウトについては任意であり、 サーペンタイン以外のも のであっても構わない。

[産業上の利用可能性]

以上説明したように、 本発明に係るエンジンのオルタネ一タ駆動装置及びそれに用 いるエンジン補機用オルタネ一夕によれば、 上記ォルタネ一夕駆動装置における回転 伝達経路内に一方向クラッチを配置して伝動ベルトの負担の軽減化を図る際に、 上記 —方向クラッチをオルタネ一夕内のオルタネータ幸由及びロータ間に介設するようにし たので、 一方向クラッチの配置に伴って新たに必要となる傘由受を、 オルタネー夕軸と そのプーリとの間ではなく、 オルタネータ内に配 gすることができる。 この結果、 上 記プーリの幅が狭い場台でも、 レイァゥト全体の変更を伴うようなオルタネー夕 $由の 延長化を不要とすること力《でき、 上記一方向クラツチを備えたオルタネー夕駆動装置 の実施化をさらに容易なものとすることができる。 また、 上記軸受にはベルト蛐荷重 の影響が及ばないので、 これら 受に比較的低コス卜な転がり f由受やすべり幸由受等を 使用できるようになり、 上記実施に伴うコス卜アップを抑えること力できる„

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Claims

請 求 の 範 囲

1. エンジン （D) のクランク軸 (2) を駆動拳由とする一方、 発電負荷よりも大きい 回転憤性を有するロータ （19)が備えられたオル夕ネー夕 （1) のオルタネ一夕 車由 （11) を従動牵由とし、 これらクランク軸 (2)及びオルタネータ幸由 （11)間 に巻き掛けられた伝動ベルト （3) を介して、 クランク拳由 （2) の微小角速度変動 を伴う回転駆動力を上記オルタネー夕軸 （11) に伝達して上言己ロータ （19) を 回転駆動させるようにしたエンジンのオルタネー夕駆動装置であって、

上記オルタネータ幸由 （11) とロータ （19) との間に、 クランク軸 （2)の微 小角速度変動における角速度増加時には該クランク軸 (2)からのオルタネー夕軸 (11)の回転力を上記ロータ （19) に伝達する一方、 クランク ΐ由 (2) の微小 角速度変動における角速度減少時には上記ロー夕 （19) の回転慣性トルクが伝動 ベルト （3) を介してクランク奉由 （2) に動力循環しないように上記ロータ （19) 及びオルタネータ牵由 （11)間の回転伝達を遮断する一方向クラッチ （27)が介 設されている

ことを特徴とするエンジンのオルタネー夕駆動装置。

2. 請求項 1記載のェンジンのオルタネー夕駆動装置において、

一方向クラッチ （27) は、

オル夕ネー夕 （1) のオルタネータ蚰 （11) に回転一体に連結された駆動側回 転部材 （37) と、 オルタネ一タ （1) のロータ （19) に回転一体に連結され、 その回転方向において上記駆動側回転部材（37) に係台可能な従動側回転部材

(38) とを有し、

クランク軸 （2)の微小角速度変動における角速度増加時には上記駆動側及び従 動側回転部材 （37) , (38) 間の係台関係がロック状態に切り換わるように作 動することで該クランク幸由 （2)からのオルタネータ幸由 (11) の回転力を上記口 ータ （19) に伝達する一方、 クランク軸 （2) の微小角速度変動における角速度 減少時には駆動側及び従動側回転部材 （37) ， (38)間の係合関係がフリ一状 態に切り換わるように作動することで上記ロータ （19)からの回転慣性トルクの 該クランク拳由 (2)への伝達を遮断するように構成され、

上記クランク蚰 （2)の微小角速度変動における角速度增加時に一方向クラッチ

(27)の駆動側及び従動側回転部材 （37) , (38) 間の係合関係がフリー状 態からロック状態に切り換わる際の従動側回転部材 （38) に対する駆動側回転部 材 （37) の作動遅れ角 （/3) は、 上記クランク ΐ由 (2) による駆動側回転部材

(37) の微小角速度変動の微小変位角 （s) よりも小さく設定されている ことを特徴とするエンジンのオルタネー夕駆動装置。

3. 請求項 1記載のエンジンのオルタネー夕駆動装置において、

オルタネータ岫 (11) の拳由心方向における一方向クラッチ （27) の両側位置 に、 オルタネ一夕拳も （11) にロータ （19) を相対回転可能に支持させる 1対の 拿由受 （28) , (28)が設けられている

ことを特徴とするエンジンのオルタネー夕駆動装置。

4. 請求項 1記載のェンジンのオルタネータ駆動装置において、

エンジン （D) は自動車用のディーゼルエンジンであり、

自動車ブレーキ用のバキュームポンプ （14)を備え、

上記バキュームポンプ （14) は、 オル夕ネー夕 （1) のオル夕ネー夕軸 (11) に回転一体に駆動連結されて t、る

ことを特徴とするエンジンのオルタネー夕駆動装置。

5. エンジン補機用のオルタネー夕であって、

オルタネータ拳由 (11) とロー夕 （19) との間に、 オル夕ネー夕 (11) の 微小角速^動における角速度増加時には該オルタネ一タ紬 （11) の回!云力を口 一夕 （19) に伝達する一方、 オルタネータ蚰 （11) の微小角速度変動における 角速度減少時にはロータ （19) の回車云慣性トルク力、'該オルタネー夕蚰 （11) に 動力循環しないように上記口一夕 （19)及びオル夕ネータ紬 (11) 間の回転伝 達を遮断する一方向クラッチ （27) が介設されている

ことを特徴とするエンジン補機用オルタネー夕。

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