JP6813391B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本願発明は、ISG(インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ、モータ機能付き発電機)のような電気系補機を備えた内燃機関に関するもので、特に、車両用(自動車用)内燃機関を好適な対象にしている。 The present invention relates to an internal combustion engine equipped with an electric auxiliary machine such as an ISG (integrated starter generator, a generator with a motor function), and is particularly suitable for an internal combustion engine for vehicles (for automobiles). ing.
車両用の内燃機関には、オルタネータやISG等の補機が付随しており、この補機はベルトによってクランクプーリと連動しているが、プーリとベルトとの滑りを防止するため、ベルトにテンションプーリを当接させることが行われている。特に、ISGやモータジェネレータはトルクが大きくてプーリとベルトとの間に滑りが発生しやすいため、テンションプーリによってベルトに高い張力を付与することは必須になっている。 Auxiliary equipment such as an alternator and ISG is attached to the internal combustion engine for vehicles, and this auxiliary equipment is linked to the crank pulley by the belt, but tension is applied to the belt to prevent slippage between the pulley and the belt. The pulleys are brought into contact with each other. In particular, since ISG and motor generators have a large torque and slippage easily occurs between the pulley and the belt, it is essential to apply high tension to the belt by the tension pulley.
オートテンショナの場合、テンションプーリを回動式のアーム(リンク)に回転自在に取付けて、アームをばね手段で付勢することにより、テンションプーリをベルトに対して当接させた状態を保持していることが多い。その例が、特許文献1〜3に開示されている。
In the case of an auto tensioner, the tension pulley is rotatably attached to a rotary arm (link), and the arm is urged by a spring means to maintain the tension pulley in contact with the belt. Often there are. An example thereof is disclosed in
各特許文献では、いずれもアームが機関本体に連結されており、ベルトがテンションプーリで押されても、モータジェネレータやオルタネータのような電気系補機のプーリとベルトとの接触長さは殆ど変わっていないため、電気系補機のプーリとクランクプーリとの間での動力伝達の確実性向上に限度があるといえる。 In each patent document, the arm is connected to the engine body, and even if the belt is pushed by the tension pulley, the contact length between the pulley of the electrical auxiliary machine such as the motor generator or alternator and the belt changes almost. Therefore, it can be said that there is a limit to improving the certainty of power transmission between the pulley of the electric system auxiliary machine and the crank pulley.
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、電気系補機とクランクプーリとの間での動力伝達の確実性を向上させることを主たる課題とするものである。 The present invention has been made in view of such a current situation, and its main object is to improve the certainty of power transmission between the electric system auxiliary machine and the crank pulley.
本願発明は、
「クランク軸線方向から見てシリンダボア軸心を挟んだ一方の側に、電気系補機が、機関本体の外側に位置するようにして前記機関本体に固定されており、前記電気系補機に設けたプーリとクランクプーリとに巻き掛けたベルトに、回動式のアームに回転自在に連結されたテンションプーリが当接している」、
という基本構成である。
The invention of the present application is
"An electric system auxiliary machine is fixed to the engine body so as to be located outside the engine body on one side of the cylinder bore axis when viewed from the crank axis direction, and is provided on the electric system auxiliary machine. The tension pulley rotatably connected to the rotary arm is in contact with the belt wound around the pulley and the crank pulley. "
It is a basic configuration.
そして、上記基本構成において、
「前記アームは、前記電気系補機を構成するハウジングに回動自在に連結されているか、又は、前記電気系補機を機関本体に取り付けるためのブラケットに回動自在に連結されているか、若しくは、前記電気系補機が機関本体に取付けられている部位に共締め状態で回動自在に連結されていて、いずれにおいても、クランク軸線方向から見て前記アームの連結部は前記電気系補機と重なっており、
前記アームの回動によって前記テンションプーリが前記電気系補機のプーリに対して遠近移動するようになっている」
という構成が付加されている。電気系補機には、ISGやモータジェネレータ、オルタネータなど、ロータを有するものが含まれる。
And in the above basic configuration
"The arm is rotatably connected to a housing that constitutes the electrical auxiliary machine, or is rotatably connected to a bracket for attaching the electrical auxiliary machine to the engine body, or. , The electric system auxiliary machine is rotatably connected to a portion attached to the engine body in a co-tightened state, and in any case, the connecting portion of the arm is the electric system auxiliary machine when viewed from the crank axis direction. Overlaps with
The rotation of the arm causes the tension pulley to move in perspective with respect to the pulley of the electrical auxiliary machine. "
The configuration is added . Electrical auxiliary equipment includes those having a rotor, such as an ISG, a motor generator, and an alternator.
電気系補機とアームとを共締めする場合、ブラケットに対してハウジングとアームとを共締めする場合と、ハウジングとアームとを機関本体に直接に共締めする場合とのいずれも含んでいる。 If fastened together and the electrical system auxiliary arm also includes any and if tightened together the housing and the arm, with the case of directly fastened to the housings and the arm to the engine body with respect to the bracket ..
テンションプーリは、ばね手段によって常にベルトに押圧されていてもよいし、電磁ソレノイドのようなアクチュエータによってベルトに対して遠近移動する構成であってもよい。 The tension pulley may be constantly pressed against the belt by the spring means, or may be configured to move in perspective with respect to the belt by an actuator such as an electromagnetic solenoid.
本願発明では、アームの回動によってテンションプーリが電気系補機のプーリに遠近移動するため、ベルトが強く張るようにテンションプーリが移動すると、ベルトによる電気系補機プーリの抱き込み量が増大する。すなわち、ベルトと電気系補機プーリとの接触長さ(プーリの周方向の接触長さ)が長くなる。このため、電気系補機プーリとベルトとの摩擦力を従来技術に比べて大きくできる。これにより、電気系補機プーリとベルトとの間のスリップを防止して、動力伝達の確実性を向上できる。 In the present invention, since the tension pulley moves in perspective to the pulley of the electric system auxiliary machine by the rotation of the arm, when the tension pulley moves so that the belt is strongly stretched, the amount of the electric system auxiliary machine pulley held by the belt increases. .. That is, the contact length between the belt and the electrical auxiliary machine pulley (contact length in the circumferential direction of the pulley) becomes long. Therefore, the frictional force between the electric auxiliary machine pulley and the belt can be increased as compared with the conventional technique. As a result, slippage between the electric auxiliary machine pulley and the belt can be prevented, and the reliability of power transmission can be improved.
そして、ISG等の電気系補機のハウジングは、ロータを回転自在に保持する性質上頑丈な構造であるため、アームは、他の補強部材を要することなくハウジングに取付けることができる。従って、重量の増大や組み立て工数の増大のような問題は生じない。ブラケットに取り付けた場合や、電気系補機と共締めした場合も同様である。 Since the housing of an electric auxiliary machine such as ISG has a sturdy structure in that it holds the rotor rotatably, the arm can be attached to the housing without requiring other reinforcing members. Therefore, problems such as an increase in weight and an increase in assembly man-hours do not occur. The same applies when it is attached to a bracket or when it is fastened together with an electrical auxiliary device.
(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、内燃機関の概要を、主として図1,2に基づいて説明する。本実施形態の内燃機関は車両に搭載されるものであり、機関本体として、シリンダブロック1とその上面に固定されたシリンダヘッド2、これらの前面に固定されたフロントカバー3を備えている。タイミングチェーンは、フロントカバー3で覆われている。シリンダヘッド2の上面にはヘッドカバー4が固定されて、シリンダブロック1の下面にはオイルパン5が固定されている。これらヘッドカバー4とオイルパン5も機関本体を構成している。
(1). Outline Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of the internal combustion engine will be described mainly based on FIGS. 1 and 2. The internal combustion engine of the present embodiment is mounted on a vehicle, and includes a
シリンダブロック1には、クランク軸6が回転自在に保持されている。クランク軸6の一端部はフロントカバー3を貫通して手前に露出しており、この露出した端部にクランクプーリ7が固定されている。本実施形態では、補機として、ISG8とウォータポンプ9とエアコン用コンプレッサ10とを設けており、これらは、それぞれプーリ11,12,13を備えている。
The crankshaft 6 is rotatably held in the
図1はクランク軸線方向から見た正面図であるが、この正面視において、ISG8は機関本体の左外側に配置されて、ウォータポンプ9は、機関本体のうちシリンダボア軸心14を挟んで左に寄った部位に配置されている。他方、エアコン用コンプレッサ10は、シリンダボア軸心Oを挟んだ右側において、機関本体の外側に配置されている。従って、ISG8とウォータポンプ9とを左に寄せて配置し、エアコン用コンプレッサ10は右に寄せて配置している。
FIG. 1 is a front view seen from the crank axis direction. In this front view, the
ISG8は電気系補機の一例であり、ロータを回転自在に保持したハウジング15、ロータに固定されたISGプーリ11を備えている。従って、ISGプーリ11が、請求項に記載した電気系補機プーリに該当する。ハウジング15は、ブラケット16を介してフロントカバー3及びシリンダブロック1に固定されている。ISGプーリ11とクランクプーリ7とに、第1ベルト17が巻き掛けられており、第1ベルト17に、オートテンショナ18のテンションプーリ19が上から回転自在に当接している。第1ベルト17が,請求項に記載したベルトに該当する。
The
ウォータポンプ9の本体部(ポンプ室など)はフロントカバー3に内蔵されており、回転軸に固定したウォータポンププーリ12がフロントカバー3の外側に露出しており、ウォータポンププーリ12とクランクプーリ7とに第2ベルト20が巻き掛けられている。エアコン用コンプレッサ10は、ブラケット21を介してシリンダブロック1に固定されており、エアコン用コンプレッサ10のプーリ(エアコンプーリ)13とクランクプーリ7とに第3ベルト22が巻き掛けられている。
The main body (pump chamber, etc.) of the
図5に示すように、3本のベルト17,20,22は、第2ベルト20がフロントカバー3に最も近くて、第3ベルト22はフロントカバー3から最も遠くに位置し、第1ベルト17は両者の間に位置している。このため、クランクプーリ7には、3つのプーリ部7a,7b,7cが形成されている。なお、各ベルト17,20,22の内面は鋸歯状の横断面を有しており、従って、プーリ7,11,12,13の外周面も鋸歯状の横断面になっている。
As shown in FIG. 5, in the three
(2).テンショナ等
オートテンショナ18は、相対動自在に嵌まり合ったケースの内部にばねとオイルダンパとが内蔵された伸縮自在なアブソーバ(弾性装置)23と、アブソーバ23の先端部(下端部)に第1ピン24で連結されたプレート状のアーム(ブラケット)25とを有しており、アーム25の下端に、テンションプーリ19が第2ピン(軸)26で回転自在に連結されている。アーム25は、下部を円弧状とした銅鐸形になっており、上端部のうちシリンダボア軸心14の側に寄った右端部がアブソーバ23の先端部に第1ピン24で連結されて、上端部のうちシリンダボア軸心Oから離れた左端部が、ISG8のハウジング15に第3ピン27で回動自在に連結されている。
従って、第3ピン27はアーム25の連結部(回動中心)になっており、アーム25は第3ピン27を中心にして回動する。そして、アーム25はISG8のハウジング15に連結されているため、連結部である第3ピンは27は、クランク軸線方向から見てISG8と重なる位置に配置されている。
(2). Tensioner, etc. The
Therefore, the
アーム25はISG8のハウジング15から手前に離れているため、図4に明示するように、ISG8のハウジング15に、手前に向けて(機関本体から離れる方向に向けて)突出したボス28を一体に設けて、ボス28にアーム25が第3ピン27で連結されている。一体式のボス28を設けずに、カラーを介してアーム25をハウジング15に連結することも可能である。
Since the
ブラケット16は、ハウジング15に一体に形成されていてもよいし、ハウジング15とは別体に構成されていてもよい。いずれの場合も、アーム25をブラケット16に連結することも可能である(この場合は、ブラケット16にボスを形成するのが好ましい。)。ブラケット16がハウジング15に一体に形成されている場合、ブラケット16を機関本体にピンやボルトで連結する必要があるが、この連結箇所において、アームを、共通したピンやボルトで共締め(一体的に連結)することも可能である。この場合、ピンで連結しただけであっても、アーム25は回動してもブラケット16は回動しないため、特段の問題はない。
The
ブラケット16がハウジング15とは別体に構成されている場合、ブラケット16とハウジング15との連結箇所でアーム25を共締めすることも可能である。
If the
オートテンショナ18におけるアブソーバ23の上端部は、第4ピン29でフロントカバー3に連結されている。この場合、図3に示すように、フロントカバー3の上部には、下面を傾斜面30とした前向き張り出し部31が形成されており、前向き張り出し部31の傾斜面30に形成した受け座32に、アブソーバ23の上端部が、第4ピン29で回動可能に連結されている。従って、平面視では、オートテンショナ18の相当部分が前向き張り出し部31で隠れている。
The upper end of the
オートテンショナ18のテンションプーリ19は、アーム25の後面に配置している。従って、テンションプーリ19はアーム25で手前から覆われているが、アーム25は、テンションプーリ19の全体を覆う大きさに設定されている。
The
図2に明示するように、テンションプーリ19の軸心は、クランク軸線方向から見た正面視において、ISGプーリ11の軸心とクランクプーリ7の軸心とウォータポンププーリ12の軸心とを結ぶ線で囲われた三角形33の内部に位置している。このため、連動機構をコンパクトに纏めて、スペースを有効利用できる。また、クランク軸線方向から見た正面視において、テンションプーリ19の一部が第2ベルト20の一部と重なっているが、この構成も、スペースを有効利用してコンパクト化に貢献している。
As is clearly shown in FIG. 2, the axis of the
実施形態のように、アーム25を板状で略銅鐸状に形成すると、アーム25がテンションプーリ19及び第2ベルト20に対するカバーの役割を果たすため、テンションプーリ19及び第2ベルト20の保護機能を向上できる利点がある。
When the
本実施形態では、アーム25は、その上端部のうちISGプーリ11に近い左端部(第3ピン27)を中心にして回動し、テンションプーリ19は第3ピン27を中心にした円弧軌跡34に沿って移動するため、アブソーバ23が伸びると、テンションプーリ19はISGプーリ11に近づこうとする。このため、第1ベルト17とISGプーリ11の接触長さを長くして(第1ベルト17でテンションプーリ19を大きく抱き込んで)、高いスリップ防止効果を実現できる。
In the present embodiment, the
図2では、1本のベルトをクランクプーリ7とISGプーリ11とウォータポンププーリ12とに巻き掛けた状態を仮想ベルトとして一点鎖線35で表示しているが、本実施形態では、アーム25の大部分は仮想ベルト35で囲われた範囲に納まっているため、第1ベルト17及び第2ベルト20を伝動手段とした連動機構を、より一層コンパクト化できる。アーム25は、その全体が仮想ベルト35の内側に配置されていてもよい。
In FIG. 2, the state in which one belt is wound around the
更に、本実施形態では、アブソーバ23の伸縮方向36と、テンションプーリ19による第1ベルト17の押し方向37とは、クランク軸線方向から見て、シリンダボア軸心14に対して同じ方向に傾斜した斜め下向き方向になっている。このため、アブソーバ23の弾性復元力(ばね力)を、テンションプーリ19に対してストレートに伝えることができる。このため、アブソーバ23のこじれを無くして、第1ベルト17の張り状態を的確に保持できる。
Further, in the present embodiment, the expansion /
つまり、ISG8は、モータとして機能する状態、発電機として機能している状態、及び空回りしている状態の3つの状態があり、状態が変化するとき第1ベルト17の張り状態も変化するが、実施形態では、張り状態の変化に対応してクランクプーリ7が移動することが、アブソーバ23のこじれを無くした状態で応答性良く行われる。
That is, the
ISG8とエアコン用コンプレッサ10とは左右逆の位置に配置されているので、第1ベルト17によってクランク軸6に作用する曲げ力と、第3ベルト22によってクランク軸6に作用する曲げ力とが相殺されて、クランク軸6の負担を軽減できる。
Since the
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、テンショナ装置としては、電磁ソレノイド等のアクチュエータでテンションプーリが移動操作される遠隔制御方式のものも採用できる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways. For example, as the Te Nshona device may also employed as a remote control system actuator tension pulley such as an electromagnetic solenoid is operated to move.
アームは板状である必要はないのであり、棒状などの形態や、ベルクランク状の形態なども採用できる。 The arm does not have to be plate-shaped, and a rod-shaped form or a bell crank-shaped form can be adopted.
本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The invention of the present application can be actually embodied in an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.
1 機関本体を構成するシリンダブロック
2 機関本体を構成するシリンダヘッド
3 機関本体を構成するフロントカバー(チェーンカバー)
6 クランク軸
7 クランクプーリ
8 電気系補機の一例としてのISG
9 ウォータポンプ
11 電気系補機プーリの一例としてのISGプーリ
17 請求項のベルトである第1ベルト
18 テンショナ装置の一例としてのオートテンショナ
19 テンションプーリ
23 オートテンショナのアブソーバ
25 オートテンショナのアーム
27 連結部(回動中心)になる第3ピン(軸、ボルト)
28 ボス
1 Cylinder block that constitutes the
6
9 Water pump 11 ISG pulley as an example of electrical
28 boss
Claims (1)
前記アームは、前記電気系補機を構成するハウジングに回動自在に連結されているか、又は、前記電気系補機を機関本体に取り付けるためのブラケットに回動自在に連結されているか、若しくは、前記電気系補機が機関本体に取付けられている部位に共締め状態で回動自在に連結されていて、いずれにおいても、クランク軸線方向から見て前記アームの連結部は前記電気系補機と重なっており、
前記アームの回動によって前記テンションプーリが前記電気系補機のプーリに対して遠近移動するようになっている、
内燃機関。 An electric system auxiliary machine is fixed to the engine body so as to be located outside the engine body on one side of the cylinder bore axis when viewed from the crank axis direction, and is provided on the electric system auxiliary machine. The belt wound around the pulley and the crank pulley is in contact with the tension pulley rotatably connected to the rotary arm.
The arm is rotatably connected to a housing constituting the electric auxiliary machine, or is rotatably connected to a bracket for attaching the electric auxiliary machine to the engine body, or The electric system auxiliary machine is rotatably connected to a portion attached to the engine body in a co-tightened state, and in any case, the connecting portion of the arm is connected to the electric system auxiliary machine when viewed from the crank axis direction. Overlapping ,
The rotation of the arm causes the tension pulley to move in perspective with respect to the pulley of the electrical auxiliary machine.
Internal combustion engine.
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