JPS6081429A - 自動車 - 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】 時にベルト駆動のエンジン補機を切離すようにした自動
車に関するものである。

省燃費の上から、自動車のエンジンは徐々に小型化され
てきておシ、このような傾向は将来も続くものと予期さ
れる。しかし、小型のエンジンは、車両の運転者によっ
て要求される加速性能を得るに十分な出力を有していな
いので、運転者の走行性能要求を満たすために、スーパ
ーチャージャやターボチャージャのような出力倍増用補
機をこの小型のエンジンに用いるようになってきている
。

更に、オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、ニ
アコンディショナ用コンプノッサ、ウォータポンプ等の
ベルト駆動のエンジン補機がエンジン始動時における始
動抵抗のがなりの部分を生じさせて贋るため、小型の車
両用エンジンは始動が。

難しい。

本発明は、ベルト駆動のエンジン補機のすべてが、エン
ジン始動時あるいは加速時に切離されるが、エンノン始
動後、加速終了時、あるいは、長時間にわたる加速時に
エンノンの部品の損傷を防止するためこの加速中所定の
時間が経過した後には、再び接続されるようにすること
を提案している。このようにして、加速中ベルト駆動の
補機による出力損失を防止することにより、スーパーチ
ャージャ又はターボチャージャの付設によって得られる
と同等の加速性能及び出力を得ることができる。更に、
エンジン始動時ベルト駆動のエンジン補機を切離すこと
により、始動抵抗が和尚低減され、小型且つ軽量のバッ
テリ及び容量の小さい始動モータを使用することが可能
となる。従って、本発明は、エンジンと、始動時にエン
ジンをクランキングする始動モータと、エンジンの出力
軸によって駆動される複数のベルト駆動の補機と、出力
軸及び補機を駆動的に相互連結する駆動ベルトとを有す
る自動車に適用されるものである。

米国特許第礼９９９，５７４号においては、遠心力応動
型の機械式クラッチ装置がエンジン補機を切離して、同
補様の過回転又は過加速状態を防止するようにしている
。しかし、このタイプのクラッチ装置は、加速状態に応
動してはいるが、この加速状態を予知するものではない
ので、エンジン出力を向上させることはできない。この
クラッチ装置は、加速時の初期に補機を切離すのではな
く、過加速状態が生ずる捷で補機の切離しを保留してお
くのである。本発明は、車両のエンジンのスロットル位
置に応答する電気的駆動のクラッチ装置を提案しており
、従来装置の欠点を排除している。従って、本発明のク
ラッチ装置は、車両のスロットルソバ−が全加速位置へ
動かされた時点と、エンジンが応答する時点との間の遅
延時間の間、補機を切離すようになっている。このよう
に、エンジン及び車両が加速し始める前に、ベルト駆動
の補機が切離されることになシ、補機の抵抗を除去し、
エンジン出力を向上させることかで・きる。又、エンジ
ンがクラン奥キングされる時にクラッチ装置の保合を解
除する電気信号を発する制御装置が設けられており、エ
ンジン始動時にベルト駆動のエンジン補機の抵抗を除去
することができる。

従って、本発明は、電気的駆動のクラッチ装置がエンジ
ンの出力軸と駆動ベルトとの間に設けられ、スイッチ装
置が、エンジン始動の際始動モータがエンノンをクラン
キングする時及びエンジンの加速時に、電気的駆動のク
ラッチ装置の係合を解除するようになっていることを特
徴としている。

本発明の１つの利点は、車両のスロツトルンバーが加速
位置へ動かされた時にベルト、駆動の補機が切離れるこ
とにある。従って、スロツトルＶバーが加速位置へ動か
された時点と、エンジンが応答する時点との間の遅延時
間の間、補機が切離されているので、エンジン加速中ベ
ルト駆動の補機の抵抗が除去される。更に、エンジンの
クランキング時、始動モータの全出力の内のかなシの部
分を消費するベルト駆動の補機が切離されるので、エン
ジンの始動性が向上する。このように、エンジンの加速
時ベルト駆動の補機が切離されるので、実質的に低いコ
ストで、スーパーチャージャ又はターボチャージャをエ
ンジンに付設したと同等の効果を得るこさができるので
ある。更に、スーパーチャージャはベルト駆動のエンジ
ン補機の１つであるので、スーパーチャージャの使用は
エンジンの始動を更に困難にすることとなる。しかし、
本発明では、上述したように、エンジンの始動性を向上
させることができるのである。又、スーパーチャージャ
又はターボチャージャを付設することは車両のエンジン
の重量を増大させるが、本発明では、スーパーチャージ
ャ又はターボチャージャ以上の相当量の重量軽減が可能
となり、しかも、本発明のクラッチ機構を付設すること
によって増ている。従って、小型のエンジンを使用する
一方で、よシ犬型のエンジンと略同等の走行性能を得る
ことができ、燃費節減を計ることができるのである。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は添付図面を参照し
て行う実施例の下記説明から明白となるであろう。

図面において、第１図は総括的に杓号１０で示す典型的
な自動車用エンジンを概略的に示している。特にエンジ
ン１０ば、比較的重い車両に用いられる比較的小型のエ
ンジンであって、エンジン出力のかなりの部分が車両を
加速するのに必要とされ、且つ、エンジン補機の抵抗が
エンジンの発生出力のかなりの割合を占めるようなもの
で・ある。

エンジン１０はＶ型６気筒エンジンとして図示されてい
るが、本発明はより小型の４気筒エンジン等にも同様に
適用できる。このエンジン１０は、クラッチ・プーリ装
置１４を装着した出力軸又はクランク軸１２と、始動時
エンジンをクランキングする始動モータ（図示しない）
とを含んでいる。

駆動ベルト１６はクラッチ・プーリ装置１４を、エアポ
ンプを駆動するプーリ１８、エアコンデインヨナ用コン
プレッサを駆動するプーリ２０、オルタネータを駆動す
るプーリ２２、パワーステアリング用ポンプを駆動する
プーリ２４及びウォータポンプを駆動するプーリ２６に
相互連結しており、プーリ２６は又、冷却ファンが固着
される軸２８を駆動するようになっている。スリップリ
ング装置３０及び電気リード線３２がクラッチ・プーリ
装置１４を駆動する電気信号を伝えるようになりている
。

第２図において、クランク軸１２とクラッチ・プーリ１
４装置との間を断続するクラッチ機構が詳細に示されて
いる。このクラッチ機構は、本出願人の所有する米国特
許第４，２３９，０９５号に記載されたクラッチ機構に
類似している。クラッチ・プーリ リ装置１４は、クラン郷°軸１２と一体に回転するよう
に装着されて、エンジンの作動によって回転される駆動
部材３４を有している。クラッチ・プ一り装置１４は又
、ベアリング３８を介してクランク軸１２に対し回転す
るように装着されたプーリ３６を有する。プーリ３６は
ベルト１６を受容する通常のＶ溝４０を具えている。ス
リップリング装置３０はクランク軸１２の外方端部に支
持されており、クランク軸１２さ一体に回転するように
固定された部材４２と、同部羽上に装架されたスリップ
部材４４とを有し、部材４２はスリップ部材４４に対し
て回転することができる。部材４２と４４からは連結ワ
イヤ又は電気リード線３２と４６がそれぞれ延びている
ので、スリップリング装置３０の部材４２と４４により
電気リード線３２と４６が電気的に接続される。電気リ
ード線３２と４６は、後述するように、第４図に示す如
く接続されている。

駆動部材３４は、磁性材料で作られ駆動部材３４さ一体
に回転するように架着されている円周方向（（延びたブ
ラケット４８を支持している。′ブラクツト４Ｂは、軸
線方向に間隔を離れ円周方向に延びた一対の極片部分５
０と５２を有し、同位片部分５０と５２は駆動部材３４
を囲繞し、互いに協働して空所５４を形成している。空
所５４内には電磁コイル５６が配設され、駆動部材３４
０周りに巻装された巻線を含んでいる。コイル５６は電
プリング装置３０及びリード線４６を介してコイル５６
に流れる。

プーリ３６は、極片部分５０と５２を囲繞する軸線方向
に延出し円周方向に延びた面５８を有している。プーリ
３６の面５８は極片部分５０と５２の外周縁部６０と６
２と協働してそれらの間にギャップ６４を形成する。ギ
ャップ６４内には円周方向に延びたバンド６６が配設さ
れている。バンド６６は内方バンド部材６８と、総括的
に符号７０で示す外方バンド部材とから成っている。内
方・（ンド部材６８は極片部分５０と５２と同様に磁性
材料で作られているので、極片部分５０と５２及び内方
バンド部材６８から成る磁気回路が形成される。内方バ
ンド部材６８の半径方向内方縁部の両側の円周部分７２
と７４は、クラッチ係合時に極片部分５０と５２の外周
縁部６０と６２に保合するようになっている。従って、
内方バンド部材６８は、電磁コイル５６が収蔵されてい
る空所５４を橋絡している。外方バンド部材７０は、弾
性のある非磁性の帯７６と、同帯７６の外周面に接着さ
れた摩擦材料製の帯７８とから成っている。摩擦材料製
帯７８は画業技術者には良く知られている普通のタイプ
のものでよい。クランク軸１２が矢印Ａで示す方向に回
転すると仮定すると、内方及び外方バンド部材のトノ−
リング側端部８０は互いに結合されているが、反対側端
部はギャップ６４内で半径方向に自由に移動して、ブラ
ケット４８そして、駆動部材３４と駆動的に係合し分離
することができる。

第４図において、電磁コイル５６が概略的に示されてお
シ、リード線４６と３２及びスリップリング装置３０を
介して、普通のスロットル位置スイッチ８２の一方の端
子に接続されている。スロットル位置スイッチ８２は通
常時は閉６ているが、加速時に車両のスロットル機構の
スロットルツバ−が所定位置へ動かされると、開くよう
になって込る。スイッチ８２にはタイマ８４が接続され
ていて、スイッチ８２が開いた後所定の時間が経過した
時に同スイッチを閉じるようになっているので、エンジ
ンの破損を生じせしめる程長い時間の間ウォータポンプ
を切離すことがないようになっている。スイッチ８２は
車両の点火スイッチ８６と直列に接続されている。点火
スイッチ８６は「始動」位置と「走行」位置との間で動
かされる。

バッテリ８８とコイル５６との間の回路が開成される。

作動において、通常のエンジン作動中には、両スイッチ
８２と８６が閉じて電磁コイル５６を電源又はバッテリ
８８に接続している。従って、車両の通常走行中クラッ
チ・プーリ装置１４のクラッチ機構は係合状態にある。

車両の始動時点火スイッチ８６が「始動」位置へ動かさ
れるさ、バッテリ８８とコイル５６との間の回路が開成
されて、以下に詳述するように、クラッチ機構が切離さ
れる。従って、クランク軸１２はプーリ３６に対し自由
に回転することができ、エンジン始動時に上述したすべ
てのベルト駆動のエンジン補機をクランク軸１２から切
離して、エンジンのクランキング時補機の抵抗を除去す
ることができる。同様に、エンジンを所定のｖ−）以上
に加速するためにスロソにバーが所定の位置へ動かされ
ると、スロットル位置スイッチ８２が開いてクランク軸
１２をプーリ３６に対し自由に回転せしめる。その結果
、エンジン加速中ベルト駆動のエンジン＋Ｍ　４１ａが
切＋１ｍされて、同補機の抵抗を除去するどさによって
車両の走行性能を向上させることができる。スイッチ８
２が開状態に保持される位置にスロットルツバ−が保持
されている場合でも、所定の時間が経過するとタイマ８
４がスイッチ８２を閉じるようになっている。成る補機
、例えばウォータポンプが長時間の開弁作動状態に保持
されていると、エンジンが破損する危険があるので、比
較的短がい時間が経過した時点でスイッチ８２を確実を
閉じるためにタイマ８４が必要なのである。

第２図及び第３図についてクラッチ機構の作動を説明す
る。クラッチ・プーリ装置１４の多数の部品は第２図及
び第３図においてクラッチ係合解除位置で示されている
。この位置では、エンジン作動中、駆動部材３４は、勿
論、クランク軸１２によって回転せしめられているが、
プーリ３６は駆動部れ−ＣいｌｌＡ。両スイッチ８２と
８６が閉じてコイル５６がバッテリ８８に接続されると
、コイル５６が付勢され、極片部分５０．５２と内方バ
ンド部材６８とによって形成される磁気回路内に磁束が
生起されて、内方バンド部材６８を極片部分５０Ｊ５２
に向けて第２図及び第３図の半径方向に動かす。その結
果、内方バンド部材６８の内方縁部の両側の円周部分７
２と７４が極片部分５０と５２の外周縁部６０と６２に
係合せしめられることとなる。

駆動部材３４との保合によって内方バンド部材６８に生
起される力は、両バンド部材の結合端部８０を介して、
外方バンド部材７０に伝達される。

外方バンド部材の帯７６０弾性のため、摩擦材料製帯７
８は所定の力でプーリ３６の面５８に対し負荷されてい
る。内方及び外方バンド部材６８と７０間の力の伝達に
より、画業技術者には良く知られているように、サーボ
効果が生じて、両バンド部材の巻着により比較的小さい
駆動力が数倍に増強される。従って、面５８に対し帯７
８が負荷される力は、サーボ効果により増強される駆動
力の関数である。摩擦材料製帯７８と面５８との間でス
リップを生じさせるのに必要な力は、クラッチ機構の回
転速度、外方バンド部材７００弾性、及び摩擦材料製帯
７８と面５８との間の摩擦係数の関数であるので、クラ
ッチ係合時に伝達されるｌ・ルクのノベルが所定の最大
値よりも大きい場合には、摩擦材料製帯７８と面５８と
の間でスリップが生ずる。従って、内方バンド部材６８
と極片部５０，５２との間ではスリップが生じないので
、このスリップによって起シ得るこれら部品の早計な摩
耗を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト駆動の補機の相互連結関係を示す典型的
な自動車用エンジンの概略的な正面図、第２図は第１図
の２−２線に沿う断面図、第３図は第２図の３−３線に
沿う部分的な断面図、第４図は第２図及び第３図に示す
クラッチ・プーリ装置を制御するための電気回路図であ
る。 １０・・エンジン、１２Ｉ・クランク軸、１４・・クラ
ッチ・プーリ装置、１６・・駆動ベルト、１８・・エア
ポンプのプーリ、２０・・ニアコンディショナ用コンプ
ンソサのプーリ、２２°・オルタネータのプーリ、２４
・・パワーステアリング用ポンプのプーリ、２６・・ウ
ォータポンプのプーリ、３４・・駆動部材、３６・・プ
ーリ、４８・・ブラケット、５６・・電磁コイル、６６
・・バンド、８２・・スロットル位置スイッチ、８４・
・タイマ、８６・・点火スイッチ。 図面の浄言（内容に変更なし） ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　２ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　特願昭５８年１８７１４７号２、発明
の名称　自動車 ３、補正をする者　事件との関係　出願人名　称　カナ
ディアン・フラム・リミテツ４、代理人　〒１００東京
都千代田区有楽町−丁目８番１号６、補正の内容　別紙
のとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工ｙ　シン（”Ｏ）　（！：　、始動時にエンジン
   ラフランキングする始動モータと、上記エンジンの出力
   軸（１２）によって駆動される少なくとも１つのベルト
   駆動の補機と、出力軸及び補機を駆動的に相互連結する
   駆動ベルｈ（１６）とを有するものにおいて、電気的駆
   動のクラッチ装置（１４）が上記出方軸（１２）と駆動
   ベルト（１６）との間に設けられ、スイッチ装置（８２
   ，８６）が、エンジン始動の際上記始動モータがエンジ
   ンをクラン婢キングする時に」二記電気的駆動のクラッ
   チ装置（１４）の保合を解除するが、エンジン始動後に
   は作動条件に応して同クラッチ装置を係合させるように
   構成されていることを特徴とする自動車。 ２、上記駆動ベル１−（１６）が複数の補機を駆動する
   ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の自動車。 ３、上記エンジン（１０）がエンジンへの燃料供給を制
   御するスロットル機構を含み、加速時上記スロットル機
   構の所定位置への移動に応動する位置応動手段（８２）
   が設けられているものにおいて、上記電気的、駆動のク
   ラッチ装置（１４）は、上記位置応動手段（８２）に応
   答して、エンジンがクランキングされた後に上記スロッ
   トル機構が上記所定位置へ移動された時に、同クラッチ
   装置の保合を解除されて上記補機と上記出力軸（１２）
   とを切離すが、スロットル機構が所定位置から離隔され
   るさ補機と出力軸とを再び駆動的に連結するようになっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自
   動車。 ４、　上記スロットル機構の上記所定位置への移動によ
   り作動されて、上記クラッチ装置の保合解除後所定の時
   間が経過した時に、上記補機と上記出力軸（１２）とを
   再び駆動的に連結するようにクラッチ装置を作動させる
   タイマ（８４）が備えられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の自動車。 ５、　上記出力軸がエンジンのクランク軸（１２）であ
   シ、上記クランク軸が、これに装着されてクランク軸と
   上記駆動ベルト（１６）とを連結するクラッチ・プーリ
   装置（工４）を備えておシ、」二記クラッチ・プーリ装
   置がクランク軸とプーリとを連結し切離すようになって
   いることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の自動
   車。