JP2005069139A - Mounting structure of autotensioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト駆動式のスタータジェネレータシステムに用いて好適の、オートテンショナの取り付け構造に関するものである。 The present invention relates to an auto tensioner mounting structure suitable for use in a belt-driven starter generator system.
従来より、エンジンのスタータと発電機(オルタネータ又はジェネレータともいう)との両方の機能を統合したシステム(いわゆるスタータジェネレータシステム)が提案、開発されている。このような技術では、一般的なオルタネータよりも大きいスタータジェネレータを設けるとともに、上記スタータジェネレータとエンジンのクランクシャフト(クランクプーリ)とを他の補機類とともにベルトにより接続することで、エンジンとスタータジェネレータとの間で駆動力の伝達が行なわれるように構成されている。 Conventionally, a system (so-called starter generator system) in which both functions of an engine starter and a generator (also called an alternator or a generator) are integrated has been proposed and developed. In such a technique, a starter generator larger than a general alternator is provided, and the starter generator and the crankshaft (crank pulley) of the engine are connected together with other auxiliary devices by a belt, so that the engine and the starter generator are connected. The driving force is transmitted between the two.
そして、エンジン運転時にはエンジンの駆動力によりスタータジェネレータを駆動して発電を行なうとともに、エンジンの始動時にはスタータジェネレータをスタータモータとして作動させることによりエンジンを始動させる。
ところで、このようなベルト式のスタータジェネレータシステムでは、エンジンの始動時においては、ベルトにはスタータジェネレータから駆動力が入力されることになるので、スタータジェネレータの張り側(上流側)が最もベルト張力が高くなり、またスタータジェネレータの緩み側(下流側)が最もベルト張力が低くなる。したがって、スタータジェネレータの下流側にベルト張力を一定に保持するオートテンショナを配設するのが好ましい。
When the engine is in operation, the starter generator is driven by the driving force of the engine to generate electric power. At the start of the engine, the engine is started by operating the starter generator as a starter motor.
By the way, in such a belt type starter generator system, when the engine is started, the driving force is input from the starter generator to the belt, so that the tension side (upstream side) of the starter generator has the highest belt tension. The belt tension is lowest on the loose side (downstream side) of the starter generator. Therefore, it is preferable to dispose an auto tensioner that keeps the belt tension constant downstream of the starter generator.
なお、エンジンの通常運転時には、ベルトにはエンジンから駆動力が入力されることになり、この場合には、クランクプーリの張り側が最も張力が高くなり、またクランクプーリの緩み側が最も張力が低くなる。しかし、エンジン始動時にはスタータジェネレータからは非常に大きなトルクが出力され、このときのトルクの方がエンジンの通常運転時にクランクプーリから入力されるトルクよりも明らかに大きい。このため、上述のようにスタータジェネレータの緩み側にオートテンショナを配設するのが好ましい。 During normal operation of the engine, the driving force is input to the belt from the engine. In this case, the tension side of the crank pulley has the highest tension, and the slack side of the crank pulley has the lowest tension. . However, a very large torque is output from the starter generator when the engine is started, and the torque at this time is clearly larger than the torque input from the crank pulley during normal operation of the engine. For this reason, it is preferable to arrange the auto tensioner on the loose side of the starter generator as described above.
ここで、特許文献1には、このような現象に着目した技術が開示されている。すなわち、スタータジェネレータによりエンジンを始動する際に、ベルトに生じる緩みが最大となるベルト最緩み側、すなわち、スタータジェネレータの緩み側にベルト張力を調整するオートテンショナを配置し、且つ前記ベルトに生じる張りが最大となるベルト最張り側、すなわち、スタータジェネレータの張り側にエンジンのクランクプーリを配設し、クランクプーリとオートテンショナとの間のベルトの張り側に他の補機を配置した技術が開示されている。
ところで、一般にエンジンのオルタネータやその他の補機類は、主にエンジンのカムチェーン(又はタイミングベルト)を覆うカムチェーンケースに取り付けられるが、オルタネータの代わりにスタータジェネレータを配設し、且つスタータジェネレータによるエンジン始動時の緩み側にオートテンショナを設けようとすると以下のような課題が生じる。
すなわち、カムチェーンケースのスタータジェネレータ緩み側には十分なスペースが存在しないため、オートテンショナを取り付けるには、新たにブラケット等を設けてこのブラケットにオートテンショナを保持させるとともに、上記ブラケットをカムチェーンケースに取り付けるようにすることが考えられる。
By the way, in general, an engine alternator and other auxiliary machines are mainly attached to a cam chain case covering an engine cam chain (or timing belt), but a starter generator is provided in place of the alternator and the starter generator is used. If an auto tensioner is provided on the loose side when the engine is started, the following problems occur.
That is, there is not enough space on the starter generator loose side of the cam chain case, so to install the auto tensioner, a new bracket is provided to hold the auto tensioner on the bracket, and the bracket is attached to the cam chain case. It can be considered to be attached to.
しかしながら、このように構成すると部品点数が増大するためコストが上昇するとともに重量も増加するという課題が生じるほか、エンジン全体のコンパクト化を図るのが困難になるという課題が生じる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成でエンジン全体のコンパクト化を図るようにした、オートテンショナの取り付け構造を提供することを目的とする。
However, with such a configuration, the number of parts increases, which raises the cost and increases the weight, and also makes it difficult to make the entire engine compact.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an auto tensioner mounting structure in which the entire engine is made compact with a simple configuration.
請求項1に係る本願発明は、エンジンの補機を駆動するベルトの張力を一定に保持するオートテンショナの取り付け構造であって、該オートテンショナが、該ベルトに当接して張力を付与するベルト当接部と、該ベルト当接部に対して弾性力を付与する本体部とから構成されるとともに、該エンジンのカムチェーンケースに、該オートテンショナを取り付けるための第1の取り付け部が該カムチェーンケースと一体に形成されるとともに、該第1の取り付け部に、該オートテンショナの本体部が収納される穴部が形成されていることを特徴としている。 The present invention according to claim 1 is an attachment structure of an auto tensioner that maintains a constant tension of a belt that drives an auxiliary machine of the engine, and the belt tensioner that abuts against the belt and applies the tension. And a first attachment portion for attaching the auto tensioner to the cam chain case of the engine. The cam chain includes a contact portion and a main body portion that applies elastic force to the belt contact portion. The hole is formed integrally with the case, and a hole for accommodating the main body of the auto tensioner is formed in the first attachment portion.
また、請求項2に係る本願発明は、上記請求項1において、該補機が、モータの機能と発電機の機能とを有するモータジェネレータを備えるとともに、該オートテンショナが該モータジェネレータのエンジン始動時の緩み側に配設され、該第1の取り付け部に、該モータジェネレータを取り付けるための第2の取り付け部が一体に形成されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the auxiliary device includes a motor generator having a function of a motor and a function of a generator, and the auto tensioner is operated when the engine of the motor generator is started. The second mounting portion for mounting the motor generator is formed integrally with the first mounting portion.
請求項1に係る本願発明のオートテンショナの取り付け構造によれば、スペース効率の高い取り付け構造を提供でき、オートテンショナを含む各補機類をコンパクトに配設することができる利点がある。また、ブラケット等を介してカムチェーンケースにオートテンショナを取り付ける場合と比較して、ブラケット等が不要となるので部品点数が低減されて低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、カムチェーンケースと一体形成された取り付け部に穴部を形成してオートテンショナの本体部を保持させるので、ブラケット等を介して取り付ける場合と比較して取り付け剛性が大幅に向上するという利点がある。さらに、カムチェーンケースに直接オートテンショナを取り付けるので取り付け精度も向上するという利点がある。 According to the auto tensioner mounting structure of the present invention according to claim 1, there is an advantage that a space efficient mounting structure can be provided, and each auxiliary machine including the auto tensioner can be disposed compactly. Further, compared to the case where the auto tensioner is attached to the cam chain case via a bracket or the like, the bracket or the like is not required, so the number of parts can be reduced and the cost and weight can be reduced. In addition, since the hole is formed in the mounting part that is integrally formed with the cam chain case to hold the main part of the auto tensioner, there is an advantage that the mounting rigidity is greatly improved compared to the case where it is attached via a bracket or the like. is there. Further, since the auto tensioner is directly attached to the cam chain case, there is an advantage that the attaching accuracy is improved.
請求項2に係る本願発明のオートテンショナの取り付け構造によれば、モータジェネレータとオートテンショナとが同一の部材(即ち、カムチェーンケース)に取り付けられるので、寸法精度の向上を図ることができるという利点がある。また、モータジェネレータの取り付け剛性が大幅に向上するという利点がある。 According to the auto tensioner mounting structure of the present invention according to claim 2, since the motor generator and the auto tensioner are mounted on the same member (that is, the cam chain case), it is possible to improve the dimensional accuracy. There is. Moreover, there is an advantage that the mounting rigidity of the motor generator is greatly improved.
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるオートテンショナの取り付け構造について説明すると、図1はその全体構成を示す模式的な正面図、図2及び図3はいずれもその全体構成を示す模式的な斜視図、図4は本発明が適用されるカムチェーンケースを示す模式図、図5及び図6はいずれも本発明が適用されるオートテンショナを示す模式図、図7は本発明が適用されるモータジェネレータを示す模式図である。 The auto tensioner mounting structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view showing the overall configuration, and FIGS. 2 and 3 are both schematic views showing the overall configuration. 4 is a schematic view showing a cam chain case to which the present invention is applied, FIGS. 5 and 6 are both schematic views showing an auto tensioner to which the present invention is applied, and FIG. 7 is applied to the present invention. It is a schematic diagram which shows the motor generator made.
本発明が適用されるエンジン1には、スタータジェネレータシステムが適用されている。すなわち、図1〜図3に示すようにエンジン1の側部には、スタータモータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたスタータジェネレータ(モータジェネレータ)5が設けられ、このスタータジェネレータ5とエンジン1のクランクプーリ3とがベルト2により接続されている。
A starter generator system is applied to the engine 1 to which the present invention is applied. That is, as shown in FIGS. 1 to 3, a starter generator (motor generator) 5 having both a function as a starter motor and a function as a generator is provided on the side of the engine 1. A
また、クランクプーリ3には、スタータジェネレータ5以外にもウォータポンプ4及びエアコンコンプレッサ(A/C)6がベルト2を介して接続されている。また、上記のウォータポンプ4,スタータジェネレータ5及びオートテンショナ7は、いずれもタイミングベルト(又はカムチェーン)を覆うべくエンジン1の側部に設けられたカムチェーンケース9に取り付けられており、A/C6はエンジン1の下部に設けられたオイルパン10に取り付けられている。
In addition to the
そして、エンジン運転時にはエンジン1の駆動力によりウォータポンプ4やA/C6とともにスタータジェネレータ5が駆動されて発電が行なわれるとともに、エンジン1の停止時にはスタータジェネレータ5をスタータモータとして作動させることによりエンジン1を始動させるようになっている。なお、本実施形態においては、クランクプーリ3は図1中時計回りに回転し、これによりベルト2も図中時計回り方向に駆動されるようになっている。
When the engine is operated, the
ところで、すでに述べたように、ベルト式スタータジェネレータシステムでは、エンジン1の始動時において、スタータジェネレータ5の張り側が最も張力が高くなり、また、スタータジェネレータ5の緩み側が最も張力が低くなる。そこで、本実施形態においては、スタータジェネレータ5の緩み側(即ち、スタータジェネレータ5とA/C6との間)にオートテンショナ7が設けられており、このオートテンショナ7によりベルト2の張力が一定に保持されるようになっている。また、A/C6とクランクプーリ3との間には、ベルト2の巻き付け角を確保するためのアイドラプーリ8も設けられている。
As described above, in the belt type starter generator system, when the engine 1 is started, the tension side of the
次に、オートテンショナ7の構成について簡単に説明すると、図5に示すように、オートテンショナ7は、直接ベルト2に接してベルト2に張力を付与するベルト当接部71と、上記ベルト当接部71に対して弾性力を付与する本体部72とから構成されており、このうち、ベルト当接部71は軸71aを中心に回転可能なローラとして構成されている。また、本体部72は円筒状のケーシング73とフランジ部74とから構成されており、ケーシング73内にはスプリング等の弾性部材(図示省略)が収納されている。
Next, the configuration of the
また、図5及び図6に示すように、ケーシング73の中心軸73aと、ローラ71の回転軸71aとは所定距離だけオフセットして設けられており、ローラ71はケーシング73の中心軸73aを中心に所定の角度内の範囲で揺動可能に構成されている。また、ケーシング73内の弾性部材の付勢力によりローラ71はベルト2を押圧する方向(図5では矢印A方向)に付勢されており、この付勢力によりベルト2の張力が略一定に保持されるおうになっている。また、フランジ部74にはケーシング73を囲むように3箇所にボルト穴74aが形成されている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
一方、図4に示すように、カムチェーンケース9には、オートテンショナ7を取り付けるための取り付け部(第1の取り付け部)91及びスタータジェネレータ5を取り付けるための取り付け部(第2の取り付け部)92が、いずれもカムチェーンケース9と一体に形成されている。ここで、第1の取り付け部91及び第2の取り付け部92は、何れも図示するようにカムチェーンケース9から突出して形成されている。また、第1の取り付け部91には、オートテンショナ7のケーシング73が収納される穴部94が形成されている。また、上記第1の取り付け部91には、オートテンショナ7のフランジ部74に形成されたボルト穴74aと対応する位置にそれぞれボルト穴91aが形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the cam chain case 9 has an attachment portion (first attachment portion) 91 for attaching the
また、第2の取り付け部92は、第1の取り付け部91の先端側(すなわちカムチェーンケース9からさらに突出する側)に形成されている。また、上記第2の取り付け部92には、ボルト穴92aが形成されている。ここで、図7に示すように、スタータジェネレータ5には、エンジン1(より具体的にはカムチェーンケース9)にスタータジェネレータ5を取り付けるための腕部51,52が設けられており、これらの腕部51,52にはそれぞれボルト穴が51a,52aが形成されている。なお、一方の腕部51のボルト穴51aは第2の取り付け部92のボルト穴92aと一致する位置に形成されており、これにより腕部51が第2の取り付け部92に取り付けられるようになっている。
Further, the
また、図4に示すように、カムチェーンケース9にはスタータジェネレータ5の他方の腕部52を取り付けるための第3の取り付け部93が設けられており、この第3の取り付け部93にはボルト穴93aが形成されている。ここで、第2の取り付け部92と第3の取り付け部93との間にウォータポンプ4の回転中心4aが位置するように、第3の取り付け部93の場所が設定されている。また、スタータジェネレータ5の他方の腕部52に形成されたボルト穴52aは、上記第3の取り付け部93のボルト穴93aと一致する位置に形成されている。
As shown in FIG. 4, the cam chain case 9 is provided with a
そして、このように第2及び第3の取り付け部92,93を設定することにより、図1に示すように、スタータジェネレータ5は2つの腕部51,52によりウォータポンプ4を跨ぐようにして、カムチェーンケース9に取り付けられるようになっている。
本発明の一実施形態に係るオートテンショナの取り付け構造は、上述のように構成されているので、オートテンショナ7をカムチェーンケース9に取り付ける場合には、まずオートテンショナ7のケーシング73をカムチェーンケース9の第1の取り付け部91に形成された穴部94に挿入するとともに、フランジ部74のボルト穴74aとカムチェーンケースのボルト穴91aとを一致させて、ボルト11(図1〜図3参照)によりオートテンショナ7を固定する。
And by setting the 2nd and
Since the mounting structure of the auto tensioner according to the embodiment of the present invention is configured as described above, when mounting the
そして、上述のようにしてオートテンショナ7を取り付けることにより、スペース効率の高い取り付け構造を提供でき、オートテンショナ7を含む各補機類をコンパクトに配設することができる利点がある。また、従来のようにブラケット等を介して取り付ける場合と比較して、ブラケット等が不要となる分だけ部品点数が低減して低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、カムチェーンケース9と一体形成された取り付け部91にオートテンショナ7のケーシング73を保持させるので、ブラケット等を介して取り付ける場合と比較して取り付け剛性が大幅に向上するという利点がある。さらに、カムチェーンケース9とオートテンショナ7との間にブラケット等の部品が介在しない(換言すると、カムチェーンケース9に直接オートテンショナ7を取り付ける)ため、取り付け精度も向上するという利点がある。
And by attaching the
一方、スタータジェネレータ5を取り付ける際には、スタータジェネレータ5の腕部51,52に形成されたボルト穴51a,52aを、カムチェーンケース9の第2及び第3の取り付け部92,93に形成されたボルト穴92a,92bにそれぞれ一致させ、ボルト12(図1〜図3参照)によりスタータジェネレータ5を固定する。これにより、スタータジェネレータ5はウォータポンプ4を跨ぐような状態でカムチェーンケース9に取り付けられる。
On the other hand, when attaching the
したがって、スタータジェネレータ5の取り付け精度及び取り付け剛性についても大幅に向上する。即ち、スタータジェネレータ5は一般的なオルタネータと比較すると大型であり、またスタータモータとして作動する場合には大きなトルクを発揮するので、高い取り付け剛性が要求される。このため、一般的なエンジンのオルタネータと同様にスタータジェネレータ5を取り付けると取り付け剛性が不足する。これに対して、本願発明では、スタータジェネレータ5の腕部51,52が取り付けられる取り付け部92,93のうち、一方の取り付け部(第2の取り付け部)92をオートテンショナ7の取り付け部91と一体に形成する(即ちカムチェーンケースと一体に形成する)ことにより第2の取り付け部92における取り付け剛性を高めることができる。また、他方の取り付け部(第3の取り付け部)93についてもカムチェーンケース9と一体に形成することにより、取り付け剛性を高めることができる。また、第2の取り付け部92と第1の取り付け部91とをカムチェーンケース9に一体に形成することにより、スタータジェネレータ5とオートテンショナ7とが同一の部品(ここではカムチェーンケース9)に取り付けられるので、部品の寸法公差の積算によるベルトミスアライメントの防止も図ることができる。
Therefore, the mounting accuracy and mounting rigidity of the
また、第2の取り付け部92と第3の取り付け部93との間にウォータポンプ4の回転中心4aが位置するように第3の取り付け部93の位置を設定することにより、スタータジェネレータ5の取り付けスパンを大きく取ることができ、さらに高い剛性でスタータジェネレータ5をカムチェーンケース9に取り付けることができるという利点があるほか、ウォータポンプ4を跨ぐような状態でスタータジェネレータ5が取り付けられるので、スペース効率の高い取り付け構造を提供することができる。
Further, the
なお、本発明は上述したような実施形態に限定されず本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えばA/C6を備えていないエンジンではアイドラプーリ8を設けずに、スタータジェネレータ5とクランクプーリ3との間にオートテンショナ7が位置するようにしても良い。また、本発明は、上述のようなスタータジェネレータシステムにのみ適用されるものではなく、オートテンショナを備えたエンジンに広く適用することができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in an engine that does not include A / C 6, the
カムチェーンケースから突出するような取り付け部をカムチェーンケースと一体に形成することにより、本発明をオートテンショナを備えたエンジンに広く適用することできる。例えば、モータの駆動力をエンジンに伝達して走行するようなハイブリッドシステムにも適用することができる。 By forming the mounting portion protruding from the cam chain case integrally with the cam chain case, the present invention can be widely applied to engines equipped with an auto tensioner. For example, the present invention can be applied to a hybrid system that travels by transmitting the driving force of a motor to an engine.
1 エンジン
2 ベルト
3 クランクプーリ
4 ウォータポンプ(補機)
5 モータジェネレータとしてのスタータジェネレータ(補機)
6 エアコンコンプレッサ(補機)
7 オートテンショナ
9 カムチェーンケース
71 ローラ(ベルト当接部)
72 本体部
73 ケーシング
74 フランジ部
91 第1の取り付け部
92 第2の取り付け部
93 第3の取り付け部
94 穴部
1 Engine 2
5 Starter generator (auxiliary machine) as a motor generator
6 Air conditioner compressor (auxiliary machine)
7 Auto tensioner 9
72
Claims (2)
該オートテンショナが、該ベルトに当接して張力を付与するベルト当接部と、該ベルト当接部に対して弾性力を付与する本体部とから構成されるとともに、
該エンジンのカムチェーンケースに、該オートテンショナを取り付けるための第1の取り付け部が該カムチェーンケースと一体に形成されるとともに、
該第1の取り付け部に、該オートテンショナの本体部が収納される穴部が形成されている
ことを特徴とする、オートテンショナの取り付け構造。 An auto-tensioner mounting structure that keeps the tension of the belt that drives the engine auxiliary machinery constant,
The auto tensioner includes a belt abutting portion that abuts on the belt and applies a tension, and a main body that applies an elastic force to the belt abutting portion, and
A first attachment portion for attaching the auto tensioner to the cam chain case of the engine is formed integrally with the cam chain case;
A mounting structure for an auto tensioner, wherein a hole for accommodating the main body of the auto tensioner is formed in the first mounting part.
該第1の取り付け部に、該モータジェネレータを取り付けるための第2の取り付け部が一体に形成されている
ことを特徴とする、請求項1記載のオートテンショナの取り付け構造。
The auxiliary machine includes a motor generator having a motor function and a generator function, and the auto tensioner is disposed downstream of the motor generator.
The auto tensioner mounting structure according to claim 1, wherein a second mounting portion for mounting the motor generator is integrally formed with the first mounting portion.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US6987330B2 (en) * | 2003-04-16 | 2006-01-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling a belt-driven integrated starter generator |
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2003
- 2003-08-26 JP JP2003301441A patent/JP2005069139A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6987330B2 (en) * | 2003-04-16 | 2006-01-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling a belt-driven integrated starter generator |
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