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「2アーム式補機オートテンショナ」を開発【NTN】
2023年5月23日
「2アーム式補機オートテンショナ」を開発
・外輪外径と幅面への絶縁被膜加工により耐電圧100V以上の優れた絶縁性能を実現
・電食を抑制し、車両の省燃費・省電費化を背景とするバッテリーの高電圧化に対応
NTN株式会社(以下、NTN)は、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)で使用されるe-Axle向けの耐電食軸受「絶縁被膜付き軸受」を開発しました。軸受内部への電流通過を低減する絶縁被膜加工を軸受の外輪外径と幅面に施すことで、耐電圧100V以上の絶縁性能により電食の発生を抑制し、バッテリーの高電圧化などに対応します。
「2アーム式補機オートテンショナ」 |
MHEVで使用される補機ベルトシステム (補機駆動ベルトやプーリで構成) |
開発の背景
エンジンに使用される補機駆動ベルトシステムには、テンショナプーリの位置を調整することでベルトに適切な張力を与えるオートテンショナが用いられます。オートテンショナからベルトに加わる力は燃費効率に関わるため、オートテンショナには少ない力でベルトに適切な張力を与えることが求められます。
モータでエンジンの駆動をアシストするMHEVにおいては、クランクプーリとベルト・スタータ・ジェネレータ(BSG*)プーリが使用され、MHEVの走行モードによりいずれかのプーリがベルトを駆動します。駆動するプーリが切り替わるとベルトの緩み箇所が入れ替わるため、従来はこの2カ所の張力調整に2つのオートテンショナが必要となり、重量や取り付け工数の増加につながっていました。
* ジェネレータの機能と、アイドリングストップからベルトを介してクランクシャフトを回転させエンジンを再始動するスタータ・モータ機能を持つ補機の呼称
MHEVは走行モードにより、駆動するプーリがクランクプーリまたはBSGプーリに切り替わり、ベルトの緩みと張りが発生する箇所が移動する |
開発品の特長
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1. 省燃費
2組のアームとテンショナプーリを連結させ、片側のアームの動きにもう一方のアームの動きを連動させる構造を採用しています。この構造により片側のベルトが張るとアームが揺動し、もう一方のベルトの緩みを調整することが可能です。この構造により、オートテンショナからベルトに適切な張りを与え、燃費の向上に貢献します。
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2. 静粛性
駆動源の切り替えに伴うアームの過度な揺動を抑制する独自の新機構を業界で初めて採用し、異音や振動の原因となるベルトの過大振れを抑制します。 |
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3. 軽量化
当社従来品のオートテンショナを2個使用した場合と比較して約60%軽量化しており、その点においても省燃費化に貢献しています。 |
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開発品を適用した補機ベルトシステム例
各運転モードにおいて駆動源に引っ張られるベルトに張りが生じると、そのベルトにテンショナプーリが押し出されることでアームが揺動し、もう一方のテンショナプーリはベルトを押すことでベルトの緩みを自動で補正。
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近年、自動車市場ではCO2排出量の削減を目的に、電動車が急速に普及しています。MHEVは、従来のエンジン車からの変化点が少ないという利点を持つことから、今後のさらなる生産台数の増加が予想されています。
NTNは本商品をMHEVの普及を支える商品としてお客さまに提案し、グローバルに展開することで自動車のさらなる省燃費化や乗り心地の向上に貢献してまいります。
なお、NTNは本商品を5月24日～26日にパシフィコ横浜で開催される「人とくるまのテクノロジー展2023 YOKOHAMA」に出展します。
用途
マイルドハイブリッド車(MHEV)用エンジン 補機駆動ベルトの張力調整
ご参考
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MHEVの走行モード
MHEVにはエンジンによる駆動力で走行する通常運転モードに加えて、モータでエンジンを再始動するスタータモード、加速時にエンジンのトルクをサポートするアシストモード、減速時の回生モードなどの運転モードがあります。通常運転や回生モードではエンジンが駆動源に、スタータモードとアシストモードではベルト・スタータ・ジェネレータ(BSG)が駆動源となり、運転モードによって駆動源が切り替わるためベルトの緩み箇所が異なります。 |
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補機駆動ベルトシステムにおけるオートテンショナの役割
補機駆動ベルトシステムは、エンジンのクランクシャフトの駆動力をプーリとベルトを介して伝達することで、エアコンコンプレッサーやウォーターポンプなどの補機を駆動する役割を担います。補機駆動ベルトシステムのベルトの張力が不足すると、ベルトスリップや大きなベルト振動が発生し、静粛性の悪化につながります。一方で、張力が大きくなるほどベルトを駆動する際のフリクションロス(摩擦損失)が大きくなり、燃費が悪化します。このため、補機駆動ベルトシステムにはテンショナプーリの位置を自動で調節してベルトに適切な張力を与えるオートテンショナが用いられます。 |
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