JP2020041684A

JP2020041684A - クランクプーリ

Info

Publication number: JP2020041684A
Application number: JP2018171867A
Authority: JP
Inventors: 誠弥山岸; Seiya Yamagishi
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: JP7159729B2

Abstract

【課題】部品点数増に起因する高コスト化を回避しながら放射音を低減する事が出来るクランクプーリを提供する。【解決手段】クランクシャフト１０１の前端に取り付けられるボス部１０２を備えるクランクプーリ１００に於いて、ボス部１０２の前面外縁に沿って形成され、クランクシャフト１０１を通じボス部１０２の前面中央から放射される放射音を音波の干渉を利用し消音する空洞部１０５を更に備え、空洞部１０５は、複数の空間１１４に区画される事によって課題を解決する事が出来る。【選択図】図１

Description

クランクシャフトの前端に取り付けられるクランクプーリに関する。

一般的に補機類を駆動するクランクプーリは、クランクシャフトの前端に取り付けられる為、エンジンの内部に於いて発生した振動は、クランクシャフトを通じクランクプーリに伝達されると共に騒音と成ってクランクプーリの前面中央から放射される。本明細書に於いては、クランクプーリの前面中央から放射される騒音を放射音と指称する。

従来は、クランクプーリの前面に吸音板や遮音板を取り付ける事によって放射音を低減している（特許文献１乃至４を参照）。

実開昭５９−１８５４５５号公報実開昭５５−１０４７３３号公報特開平７−２６９６７９号公報特開平５−２０２９８７号公報特開２００８−１５１０６８号公報特開２００５−２９１３８９号公報特開平８−１３５７６８号公報

然し乍ら、クランクプーリの前面に吸音板や遮音板を取り付けると、部品点数増に起因する高コスト化を招くという課題が生じる。

以上の事情に鑑み、部品点数増に起因する高コスト化を回避しながら放射音を低減する事が出来るクランクプーリを提供する事を目的とする。

クランクシャフトの前端に取り付けられるボス部を備えるクランクプーリに於いて、前記ボス部の前面外縁に沿って形成され、前記クランクシャフトを通じ前記ボス部の前面中央から放射される放射音を音波の干渉を利用し消音する空洞部を更に備え、前記空洞部は、複数の空間に区画されるクランクプーリを提供する。

前記空洞部は、前記ボス部の前面中央に向け開口する開口部を有する事が望ましい。

前記開口部は、前記空洞部の内縁に沿って連続的又は断続的に開口する事が望ましい。

前記開口部は、前記空洞部の前記クランクシャフトの延在方向の空間幅と比較し開口幅が狭い事が望ましい。

前記ボス部は、円板状の外形を呈すると共に前記クランクシャフトの前端に取り付けられる円板部と、中空円板状の外形を呈すると共に前記円板部と対面する中空円板部と、円筒状の外形を呈すると共に前記円板部と前記中空円板部とを両者の外周に沿って接続する円筒部と、を有し、前記空洞部は、前記円板部の前面外縁と前記中空円板部の背面と前記円筒部の内周面とによって区画される事が望ましい。

前記円筒部の内周面に設置されると共に前記放射音を吸音する吸音部を更に備える事が望ましい。

前記中空円板部の内縁を前記空洞部の内部に折り返し形成されるサイドブランチ部を更に備える事が望ましい。

部品点数増に起因する高コスト化を回避しながら放射音を低減する事が出来るクランクプーリを提供する事が出来る。

第一の実施の形態に係るクランクプーリの断面図を示す。第一の実施の形態に係るクランクプーリの斜視図を示す。第一の実施の形態に係るクランクプーリの斜視図を示す。第一の実施の形態に係るクランクプーリの斜視図を示す。第二の実施の形態に係るクランクプーリの断面図を示す。第三の実施の形態に係るクランクプーリの断面図を示す。第三の実施の形態に係るクランクプーリの斜視図を示す。第四の実施の形態に係るクランクプーリの断面図を示す。

以下、実施の形態を添付図面に順って説明する。

［第一の実施の形態］
図１に示す様に、本発明の第一の実施の形態に係るクランクプーリ１００は、クランクシャフト１０１の前端に取り付けられるボス部（金属製）１０２と、ボス部１０２の外側に配置されると共に外周面にベルト１０３が巻き掛けられるリム部（金属製）１０４と、ボス部１０２の前面外縁に沿って形成され、クランクシャフト１０１を通じボス部１０２の前面中央から放射される放射音を音波の干渉を利用し消音する空洞部１０５と、を備える。

クランクシャフト１０１は、コネクティングロッド（不図示）を介しピストン（不図示）に接続されると共にピストンの往復運動を回転運動に変換する。

ボス部１０２は、円板状の外形を呈すると共にクランクシャフト１０１の前端に取り付けられる円板部１０６と、中空円板状の外形を呈すると共に円板部１０６と対面する中空円板部１０７と、円筒状の外形を呈すると共に円板部１０６と中空円板部１０７とを両者の外周に沿って接続する円筒部１０８と、を有する。

円板部１０６は、複数本のボルト１０９を使用しクランクシャフト１０１に締結される。円板部１０６と中空円板部１０７と円筒部１０８は一体的に形成されても構わない。

また、円板部１０６の前面中央は異形状化されても構わない。尚、表面を異形状化するとは、表面を粗面化したり表面に凹凸を形成したりする事を意味する。円板部１０６の前面中央を異形状化する際は、空洞部１０５に向かう指向性を放射音に持たせる様に表面形状を設計する事が望ましい。

空洞部１０５に向かう指向性を放射音に持たせる事によって、空洞部１０５に放射音を積極的に導入する事が出来る為、空洞部１０５を利用した消音効果を十分に得る事が出来る。

ベルト１０３は、クランクプーリ１００の回転運動を伝達する事によって自動車の各種補機類を駆動する。尚、ベルト１０３は、クランクプーリ１００の回転運動をカムプーリ（不図示）に伝達するタイミングベルトによって構成されてもよい。

リム部１０４は、円筒状の外形を呈すると共に弾性体（ゴム製）１１０を介しボス部１０２と同芯的に固定される。弾性体１１０は、リム部１０４の内周面と円筒部１０８の外周面との間に介設される。リム部１０４は、ベルト１０３のズレを抑制するベルト溝１１１を有する。ベルト溝１１１は、リム部１０４の外周面に形成される。

空洞部１０５は、円板部１０６の前面外縁と中空円板部１０７の背面と円筒部１０８の内周面とによって区画される。また、空洞部１０５は、ボス部１０２の前面中央に向け開口する開口部１１２を有する。図２に示す様に、開口部１１２は、空洞部１０５の内縁に沿って連続的に開口する。

また、空洞部１０５は、図３に示す様に、例えば、空洞部１０５に複数の区画板１１３を嵌め込む事によって複数の空間１１４に区画される。区画板１１３の厚さを調整すると共に空間１１４の容積を変更する事によって空間１１４の共鳴周波数を任意に設定する事が出来る。

例えば、図３に示した様に、空洞部１０５を同一の容積Ｖ₁を有する複数の空間１１４に区画する事によって１つの共鳴周波数に於いて消音効果を得る事が出来る。

更に、例えば、図４に示す様に、空洞部１０５を２つの異なる容積Ｖ₁、Ｖ₂を有する複数の空間１１４に区画する事によって２つの共鳴周波数に於いて消音効果を得る事が出来る。即ち、異なる容積を有する複数の空間１１４に区画する事によって異なる容積の数だけ共鳴周波数を設定する事が出来る。

但し、クランクプーリ１００を回転させる時に偏心が生じると、振動や機械負荷が増加する為、クランクプーリ１００を回転させる時に偏心が生じない様に、異なる容積を有する空間１１４を交互に配置する等の工夫が必要と成る。

クランクプーリ１００に於いては、開口部１１２を通じ放射音の一部を空洞部１０５に導くと共に放射音と逆位相の音波に変換する事が出来る為（空洞部１０５と開口部１１２とがリアクティブ型消音器としての役割を果たす為）、音波の干渉を利用し放射音を消音する事が可能と成る。

従って、別部品が不要と成る為、部品点数増に起因する高コスト化を回避しながら放射音を低減する事が出来る。

尚、空洞部１０５の幅（クランクシャフト１０１の延在方向の空間幅）Ｗ₁を拡大する事によって、消音効果を得る事が出来る下限周波数を低下させる事が出来る為、低周波数の放射音を消音したい場合は、幅Ｗ₁を拡大する事が望ましい。幅Ｗ₁を拡大する際は、円筒部１０８の前端がリム部１０４や弾性体１１０の前端から前方にオフセット（突出）されてもよい。

また、円筒部１０８の内径φ₁を縮小する事によって、消音効果を得る事が出来る上限周波数を上昇させる事が出来る為、高周波数の放射音を消音したい場合は、内径φ₁を縮小する事が望ましい。

更に、中空円板部１０７の開口径φ₂を内径φ₁と比較し縮小する事によって、透過損失の最大値を上昇させる事が出来る為、消音効果を向上させる事が可能と成る。

但し、開口径φ₂を内径φ₁と比較し縮小し過ぎると、ボルト１０９の取り付けが困難と成る為、ボルト１０９の取り付けを行える程度の大きさとする。

［第二の実施の形態］
図５に示す様に、本発明の第二の実施の形態に係るクランクプーリ２００は、本発明の第一の実施の形態に係るクランクプーリ１００と比較すると、円筒部１０８の内周面に設置されると共に放射音を吸音する吸音部（多孔質体）２０１を更に備える点が相違する。

クランクプーリ２００に於いては、クランクプーリ１００と同様に、開口部１１２を通じ放射音の一部を空洞部１０５に導くと共に放射音と逆位相の音波に変換する事が出来る為（空洞部１０５と開口部１１２とがリアクティブ型消音器としての役割を果たす為）、音波の干渉を利用し放射音を消音する事が出来る。

尚、前述した様に、空洞部１０５を利用した消音効果を得る事が出来る上限周波数は内径φ₁に依存するものの、円筒部１０８の内周面に極少量の吸音部２０１を設置する事によって、吸音部２０１を利用し放射音の一部を吸音する事が出来る為（吸音部２０１が吸音型消音器としての役割を果たす為）、空洞部１０５を利用した消音効果を得る事が出来る上限周波数を超える周波数の放射音も低減する事が出来る。

［第三の実施の形態］
図６に示す様に、本発明の第三の実施の形態に係るクランクプーリ３００は、本発明の第一の実施の形態に係るクランクプーリ１００と比較すると、開口部３０１の開口幅Ｗ₂が空洞部１０５の幅Ｗ₁と比較し狭く、図７に示す様に、開口部３０１が空洞部１０５の内縁に沿って断続的に開口する点が相違する。

クランクプーリ３００に於いては、空洞部１０５が共鳴空間としての役割を果たすと共に開口部３０１が共鳴孔としての役割を果たし（空洞部１０５と開口部３０１とが共鳴型消音器としての役割を果たし）、開口部３０１を通じ放射音の一部を空洞部１０５に導くと共に放射音と逆位相の音波に変換する事が出来る為、音波の干渉を利用し放射音を消音する事が可能と成る。

従って、別部品を不要とし乍ら放射音を低減する事が出来る。尚、クランクプーリ３００に於いても、クランクプーリ２００と同様に、円筒部１０８の内周面に吸音部２０１を設置しても構わない。

［第四の実施の形態］
図８に示す様に、本発明の第四の実施の形態に係るクランクプーリ４００は、本発明の第一の実施の形態に係るクランクプーリ１００と比較すると、中空円板部１０７の内縁を空洞部１０５の内部に折り返し形成されるサイドブランチ部４０１を更に備える点が相違する。

クランクプーリ４００に於いては、放射音の一部をサイドブランチ部４０１に於いて反射させる事によって放射音と干渉させる事が出来る為（サイドブランチ部４０１がサイドブランチ型消音器としての役割を果たす為）、別部品を不要とし乍ら放射音を低減する事が出来る。更に、折り返しに伴う振動伝達経路の延長によって低周波数の放射音を消音する事が出来る。

１００クランクプーリ
１０１クランクシャフト
１０２ボス部
１０３ベルト
１０４リム部
１０５空洞部
１０６円板部
１０７中空円板部
１０８円筒部
１０９ボルト
１１０弾性体
１１１ベルト溝
１１２開口部
１１３区画板
１１４空間

Claims

クランクシャフトの前端に取り付けられるボス部を備えるクランクプーリに於いて、
前記ボス部の前面外縁に沿って形成され、前記クランクシャフトを通じ前記ボス部の前面中央から放射される放射音を音波の干渉を利用し消音する空洞部と、
を更に備え、
前記空洞部は、複数の空間に区画される
事を特徴とするクランクプーリ。
前記空洞部は、前記ボス部の前面中央に向け開口する開口部を有する
請求項１に記載のクランクプーリ。
前記開口部は、前記空洞部の内縁に沿って連続的又は断続的に開口する
請求項２に記載のクランクプーリ。
前記開口部は、前記空洞部の前記クランクシャフトの延在方向の空間幅と比較し開口幅が狭い
請求項３に記載のクランクプーリ。
前記ボス部は、円板状の外形を呈すると共に前記クランクシャフトの前端に取り付けられる円板部と、中空円板状の外形を呈すると共に前記円板部と対面する中空円板部と、円筒状の外形を呈すると共に前記円板部と前記中空円板部とを両者の外周に沿って接続する円筒部と、を有し、
前記空洞部は、前記円板部の前面外縁と前記中空円板部の背面と前記円筒部の内周面とによって区画される
請求項１乃至４の何れか一項に記載のクランクプーリ。
前記円筒部の内周面に設置されると共に前記放射音を吸音する吸音部を更に備える
請求項５に記載のクランクプーリ。
前記中空円板部の内縁を前記空洞部の内部に折り返し形成されるサイドブランチ部を更に備える
請求項５又は６に記載のクランクプーリ。