JP6650765B2

JP6650765B2 - engine

Info

Publication number: JP6650765B2
Application number: JP2016008103A
Authority: JP
Inventors: 昌也宮澤; 望月　計; 計望月
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2036-01-19
Also published as: JP2017129189A

Description

本発明は、軸端部にクランクプーリが取り付けられたクランクシャフトを備えたエンジンに関する。 The present invention relates to an engine provided with a crankshaft having a crank pulley attached to a shaft end.

自動車のエンジンにおいて、シリンダ内に往復動可能に配設されたピストンは、コンロッドを介してクランクシャフトに連結されている。また、クランクシャフトは、軸周りに回動可能に軸支されつつ、その一端に、クランクプーリが取り付けられている。
そして、ピストンの往復運動は、クランクシャフトによって回転運動に変換され、クランクプーリの外周に巻き掛けられた伝達ベルトを介して、エンジンの回転力が、様々な補機に伝えられている。
このようなエンジンを構成するプーリについて、特許文献１では、放熱性を向上することを目的とした構成が開示されている。 2. Description of the Related Art In an automobile engine, a piston reciprocally arranged in a cylinder is connected to a crankshaft via a connecting rod. The crankshaft is rotatably supported around an axis, and has a crank pulley attached to one end thereof.
The reciprocating motion of the piston is converted into a rotational motion by a crankshaft, and the rotational force of the engine is transmitted to various auxiliary devices via a transmission belt wound around the outer periphery of the crank pulley.
Patent Document 1 discloses a configuration of a pulley that constitutes such an engine for the purpose of improving heat dissipation.

特開２００７−２６３２９４号公報JP 2007-263294 A

ところで、エンジンは軽量化、および燃費改善が求められており、その一環として、クランクシャフトについても、軽量化が求められている。クランクシャフトを軽量化するには、クランクピンの軸径を小さくすることが考えられるが、軸径を小さくすると剛性が低下してしまう。
そして、クランクシャフトは軽量化に伴って、剛性が低下することによって、エンジン運転時に、クランクシャフトで曲げ振動が発生して、エンジンの振動が大きくなり、乗員の乗り心地を損なうという問題を抱えている。 By the way, the engine is required to be reduced in weight and the fuel efficiency is improved, and as a part thereof, the weight of the crankshaft is also required. In order to reduce the weight of the crankshaft, it is conceivable to reduce the shaft diameter of the crankpin. However, if the shaft diameter is reduced, the rigidity is reduced.
In addition, the crankshaft has a problem in that rigidity is reduced along with the weight reduction, so that when the engine is operated, bending vibration occurs in the crankshaft, the engine vibration increases, and the ride comfort of the occupant is impaired. I have.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトを軽量化しつつ、クランクシャフトの曲げ振動を低減することができるエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an engine that can reduce bending vibration of a crankshaft while reducing the weight of the crankshaft.

前記の目的を達成するために、本発明に係るエンジンは、円環形状を有するリム部と、該リム部の中心に位置するハブ部と、該ハブ部と該リム部とを繋ぐ連結部とを具備し、該リム部に伝達ベルトが巻き掛けられるクランクプーリと、軸周りに回転可能に軸支されるクランクジャーナルと、該クランクジャーナルから径方向に延伸するクランクアームと、を具備し、一端に該ハブ部が固定されたクランクシャフトと、を備えたエンジンにおいて、前記連結部は、前記延伸方向に沿って、前記ハブ部と前記リム部の間を放射状に繋ぐ一対のスポーク状部材からなり、一方のスポーク状部材は前記クランクアームに対向配置され、他方のスポーク状部材は該ハブ部を挟んで該一方のスポーク状部材の反対側に配置されつつ、該一方のスポーク状部材の重量と該他方のスポーク状部材の重量が等しく、且つ該一方のスポーク状部材の断面係数が、該他方のスポーク状部材よりも大きくなるように断面形状が設定され、該一対のスポーク状部材には、補強リブが立設され、該補強リブは、前記クランクプーリに隣接する前記クランクアームの延伸方向に沿って、前記ハブ部と前記リム部の間を繋ぐことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an engine according to the present invention includes a rim portion having an annular shape, a hub portion located at the center of the rim portion, and a connecting portion connecting the hub portion and the rim portion. A crank pulley around which a transmission belt is wound around the rim portion, a crank journal rotatably supported around an axis, and a crank arm extending radially from the crank journal. Wherein the connecting portion comprises a pair of spoke members radially connecting the hub portion and the rim portion along the extending direction. , one of the spoke-like members wherein disposed opposite to the crank arm, while the other spoke-like members disposed on the opposite side of said one of the spoke-like members across the hub portion, said one of the spoke-shaped portion Equal weight of the weight and said other spoke-like members, and section modulus of one of the spoke-shaped member the is, the cross-sectional shape so as to be larger than the spoke-like members of said other are set, the pair of spoke-like members , A reinforcing rib is provided upright, and the reinforcing rib connects the hub portion and the rim portion along the extending direction of the crank arm adjacent to the crank pulley.

このような構成によれば、クランクプーリに隣接するクランクアームの延伸方向に沿ったリブを連結部に設けることによって、クランクシャフトの軽量化（クランクピンの軸径の小径化）による剛性の低下に伴うクランクシャフトの曲げ振動を抑制することができる。
また、このような構成によれば、連結部が、ハブ部とリム部の間を放射状に繋ぐ一対のスポーク状部材からなり、一方のスポーク状部材がクランクアームに対向配置され、他方のスポーク状部材がハブを挟んで一方のスポーク状部材の反対側に配置されることで、連結部の重量を増加させることなく、隣接する気筒での燃焼時に、クランクプーリに入力される荷重に対して、重点的に剛性を高めることができる。
さらに、このような構成によれば、一方のスポーク状部材の重量と他方のスポーク状部材の重量を等しくすることで、クランクプーリの回転を安定させることができる。
また、一方のスポーク状部材の剛性を、他方のスポーク状部材の剛性よりも高くすることによって、伝達ベルトの張力が、より効果的にクランクシャフトのプーリ側端部に作用し、そして、プーリ側端部の傾きが規制される。これによって、クランクシャフトの軽量化（クランクピンの小径化）による剛性の低下に伴うクランクシャフトの曲げ振動を抑制することができる。 According to such a configuration, by providing a rib in the connecting portion along the extending direction of the crank arm adjacent to the crank pulley, it is possible to reduce the rigidity due to a reduction in the weight of the crankshaft (a reduction in the shaft diameter of the crankpin). The accompanying bending vibration of the crankshaft can be suppressed.
Further, according to such a configuration, the connecting portion is composed of a pair of spoke members radially connecting the hub portion and the rim portion, one of the spoke members is arranged to face the crank arm, and the other spoke member is provided. By placing the member on the opposite side of one spoke-like member across the hub, without increasing the weight of the connecting part, during combustion in the adjacent cylinder, against the load input to the crank pulley, The rigidity can be increased mainly.
Further, according to such a configuration, by making the weight of one spoke-shaped member equal to the weight of the other spoke-shaped member, the rotation of the crank pulley can be stabilized.
Further, by making the rigidity of one spoke-shaped member higher than the rigidity of the other spoke-shaped member, the tension of the transmission belt more effectively acts on the pulley side end of the crankshaft, and The inclination of the end is regulated. Accordingly, it is possible to suppress bending vibration of the crankshaft due to a decrease in rigidity due to a reduction in the weight of the crankshaft (a reduction in the diameter of the crankpin).

また、前記エンジンにおいて、前記スポーク状部材は、周方向に沿った寸法が、前記ハブ部側から前記リム部側に向かうに従って徐々に小さくなることが好ましい。 Further, in the engine, it is preferable that a dimension of the spoke-shaped member along a circumferential direction is gradually reduced from the hub portion side toward the rim portion side.

このような構成によれば、スポーク状部材の周方向に沿った寸法が、ハブ部側からリム部側に向かうに従って徐々に小さくなることによって、クランクプーリの回転中に、スポーク状部材に掛かる慣性力を小さくすることができる。 According to such a configuration, the dimension of the spoke-shaped member along the circumferential direction gradually decreases from the hub portion side to the rim portion side, whereby inertia applied to the spoke-shaped member during rotation of the crank pulley. The force can be reduced.

また、前記エンジンにおいて、前記補強リブは、その前記連結部から先端までの高さ寸法が、前記リム部側よりも前記ハブ部側を大きく設定されることが好ましい。 In the engine, it is preferable that a height dimension of the reinforcing rib from the connecting portion to a tip is set to be larger on the hub portion side than on the rim portion side.

このような構成によれば、補強リブの高さ寸法を、リム側よりもハブ側を高くすることで、クランクプーリの外周側を軽量化し、クランクプーリの回転中に、連結部に掛かる慣性力を小さくすることができる。 According to such a configuration, the height dimension of the reinforcing rib is higher on the hub side than on the rim side, so that the outer peripheral side of the crank pulley is reduced in weight, and the inertial force applied to the connecting portion during rotation of the crank pulley Can be reduced.

また、前記エンジンにおいて、前記補強リブは、前記一対のスポーク状部材のそれぞれに複数立設されていることが好ましい。 Further, in the engine, it is preferable that a plurality of the reinforcing ribs are provided on each of the pair of spoke-shaped members.

このような構成によれば、各スポーク状部材毎に複数のリブを立設することで、重量の増加を抑制しつつ、剛性を高めることができる。 According to such a configuration, by arranging a plurality of ribs for each spoke-shaped member, it is possible to increase rigidity while suppressing an increase in weight.

また、前記エンジンにおいて、前記補強リブは、前記延伸方向に沿った両縁部に立設されていることが好ましい。 Further, in the engine, it is preferable that the reinforcing ribs are erected on both edges along the extending direction.

このような構成によれば、各スポーク状部材について、延伸方向に沿ったスポーク状部材の両縁部に、リブを立設することで、重量の増加を抑制しつつ、剛性を高めることができる。 According to such a configuration, for each spoke-shaped member, the ribs are provided upright on both edges of the spoke-shaped member along the extending direction, whereby rigidity can be increased while suppressing an increase in weight. .

本発明によれば、クランクシャフトを軽量化しつつ、クランクシャフトの曲げ振動を低減することができるエンジンを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an engine capable of reducing bending vibration of a crankshaft while reducing the weight of the crankshaft.

第１実施形態に係るエンジンを構成するクランクシャフトとクランクプーリを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a crankshaft and a crank pulley constituting the engine according to the first embodiment. 第１実施形態に係るエンジンを構成するクランクシャフトとクランクプーリを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a crankshaft and a crank pulley of the engine according to the first embodiment. 第１実施形態に係るクランクプーリを示す正面図である。It is a front view showing the crank pulley concerning a 1st embodiment. 図３におけるIV-IV線に沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3. 図３におけるV-V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3. 第２実施形態に係るクランクプーリを示す正面図である。It is a front view showing the crank pulley concerning a 2nd embodiment. 図６におけるVII-VII線に沿った断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6. 図６におけるVIII-VIII線に沿った断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view along the line VIII-VIII in FIG. 6.

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 <First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図１〜図５に示すように、本実施形態のエンジン１は、４本のシリンダ１０１が直列に配置された直列４気筒エンジンである。また、本実施形態のエンジン１は、シリンダ１０１内を往復動するピストン１０２の往復運動を、コンロッド１０３を介して回転運動に変換するクランクシャフト１１と、クランクシャフト１１の一端に設置され、伝達ベルトＢＬＴを介してクランクシャフト１１の回転力を補機に伝えるクランクプーリ２１とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the engine 1 of the present embodiment is an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 101 are arranged in series. The engine 1 according to the present embodiment includes a crankshaft 11 that converts a reciprocating motion of a piston 102 that reciprocates in a cylinder 101 into a rotary motion via a connecting rod 103, and a transmission belt that is installed at one end of the crankshaft 11. A crank pulley 21 for transmitting the rotational force of the crankshaft 11 to the auxiliary machine via the BLT.

なお、図２では便宜上、１つのシリンダ１０１に対応するピストン１０２、およびコンロッド１０３のみが図示されているが、実際には、４つ全てのシリンダ１０１にピストン１０２、およびコンロッド１０３が設置されている。
また、クランクシャフト１１の他端には、トランスミッション１０４が連結される（図１では、便宜上、オートマチックトランスミッションを構成するトルクコンバータが記載されている）。そこで、クランクプーリ２１が配置されるクランクシャフト１１の一端側をプーリ側端部１１ｐ、他端側をミッション側端部１１ｍに設定する。
また、プーリ側端部１１ｐ側からミッション側端部１１ｍに向かって、各シリンダ１０１を１番気筒１０１ａ〜４番気筒（図示せず）に設定する。 In FIG. 2, only the piston 102 and the connecting rod 103 corresponding to one cylinder 101 are shown for convenience, but in actuality, the piston 102 and the connecting rod 103 are installed in all four cylinders 101. .
A transmission 104 is connected to the other end of the crankshaft 11 (in FIG. 1, a torque converter that forms an automatic transmission is described for convenience). Therefore, one end of the crankshaft 11 on which the crank pulley 21 is disposed is set as the pulley side end 11p, and the other end is set as the transmission side end 11m.
Further, the cylinders 101 are set as the first cylinders 101a to 101c (not shown) from the pulley side end 11p toward the transmission side end 11m.

クランクシャフト１１は、図１、図２に示すように、クランクジャーナル１２と、クランクピン１３と、クランクアーム１４と、カウンターウェイト１５とを備えている。
クランクジャーナル１２は、クランクシャフト１１の中で、クランクケース（図示せず）に支持される部位であり、すべり軸受（図示せず）を介して、軸周りに回転可能に軸支される。
クランクピン１３は、コンロッド１０３の一端が回転可能に軸支される部位である。クランクピン１３は、クランクジャーナル１２の軸心から径方向にオフセットされつつ、クランクジャーナル１２と平行に配置される。なお、クランクピン１３のオフセット寸法Ｌ１３は、ピストン１０２のストロークの１／２に設定されている。
クランクアーム１４は、クランクジャーナル１２から径方向に延伸して、クランクジャーナル１２とクランクピン１３を連結する。
カウンターウェイト１５は、クランクピン１３にコンロッド１０３、およびピストン１０２が連結された状態で、クランクシャフト１１が回転する際に、釣り合いをとるための錘である。カウンターウェイト１５は、クランクジャーナル１２を挟んでクランクアーム１４とは反対側に延伸しつつ、配置されている。
なお、クランクピン１３と、クランクピン１３を支持する一対のクランクアーム１４でクランクスロー１６を構成する。つまり、本実施形態のクランクシャフト１１は、４つのクランクスロー１６ａ〜１６ｄがクランクジャーナル１２によって連結されている。 The crankshaft 11 includes a crank journal 12, a crankpin 13, a crank arm 14, and a counterweight 15, as shown in FIGS.
The crank journal 12 is a part of the crankshaft 11 that is supported by a crankcase (not shown), and is rotatably supported around a shaft via a slide bearing (not shown).
The crank pin 13 is a part where one end of the connecting rod 103 is rotatably supported. The crank pin 13 is arranged in parallel with the crank journal 12 while being offset from the axis of the crank journal 12 in the radial direction. Note that the offset dimension L13 of the crankpin 13 is set to ストローク of the stroke of the piston 102.
The crank arm 14 extends radially from the crank journal 12 to connect the crank journal 12 and the crank pin 13.
The counterweight 15 is a weight for balancing when the crankshaft 11 rotates with the connecting rod 103 and the piston 102 connected to the crankpin 13. The counterweight 15 is disposed while extending to the opposite side of the crank arm 14 with the crank journal 12 interposed therebetween.
A crank throw 16 is constituted by the crank pin 13 and a pair of crank arms 14 supporting the crank pin 13. That is, in the crankshaft 11 of the present embodiment, the four crank throws 16 a to 16 d are connected by the crank journal 12.

本実施形態では、クランクシャフト１１の軽量化を図るにあたり、従来のクランクシャフト（図示せず）に対して、ピストン１０２のストローク、およびクランクジャーナル１２の軸径はそのままに、各クランクピン１３の軸径を従来よりも小さく（小径化）している。
従来のクランクピン１３の軸径の場合には、クランクジャーナル１２の半径Ｒ１２と、クランクピン１３の半径Ｒ１３の和が、クランクピン１３のオフセット寸法Ｌ１３（クランクジャーナル１２の軸心とクランクピン１３の軸心との間の寸法）よりも大きかった（Ｌ１３＜（Ｒ１２＋Ｒ１３））ため、クランクピン１３の一部がクランクジャーナル１２に重なり、クランクアーム１４間の間隔がクランクシャフト１１の軸方向（Ｙ軸方向）に閉じたり開いたりする（狭拡する）方向の荷重に対して、十分な剛性が確保されていた。
しかし、本実施形態では、クランクピン１３が小径化されたことで、クランクジャーナル１２の半径Ｒ１２と、クランクピン１３の半径Ｒ１３との和が、クランクピン１３のオフセット寸法Ｌ１３よりも小さくなり（Ｌ１３＞（Ｒ１２＋Ｒ１３））、クランクピン１３とクランクジャーナル１２の重なりが解消されている。このことにより、クランクアーム１４間の間隔が狭拡する方向の荷重に対して、クランクアーム１４の剛性が、従来のクランクシャフトに比べて低下している。 In the present embodiment, in order to reduce the weight of the crankshaft 11, the stroke of the piston 102 and the shaft diameter of the crank journal 12 are kept as they are with respect to the conventional crankshaft (not shown). The diameter is smaller (smaller) than before.
In the case of the shaft diameter of the conventional crank pin 13, the sum of the radius R 12 of the crank journal 12 and the radius R 13 of the crank pin 13 is equal to the offset dimension L 13 of the crank pin 13 (the shaft center of the crank journal 12 and the crank pin 13. (L13 <(R12 + R13)), a part of the crankpin 13 overlaps the crank journal 12, and the interval between the crank arms 14 is changed in the axial direction of the crankshaft 11 (Y-axis). ), A sufficient rigidity is secured against a load in the direction of closing or opening (narrowing).
However, in the present embodiment, since the diameter of the crankpin 13 is reduced, the sum of the radius R12 of the crank journal 12 and the radius R13 of the crankpin 13 becomes smaller than the offset dimension L13 of the crankpin 13 (L13 > (R12 + R13)), the overlap between the crank pin 13 and the crank journal 12 is eliminated. As a result, the rigidity of the crank arm 14 is lower than that of a conventional crankshaft with respect to a load in a direction in which the interval between the crank arms 14 becomes narrower.

また、本実施形態のクランクシャフト１１を搭載したエンジンの振動は、１番気筒１０１ａでの燃焼時の振動が、他の気筒での燃焼時の振動よりも大きくなっていることが、振動確認試験で確認されている。
そして、ＣＡＥ（computer-aided engineering）を用いたクランクシャフト１１の挙動解析によって、図１におけるＺ軸方向へのクランクシャフト１１の２次曲げモードと、ハブ部倒れモードとのモード連成振動となっていることが明らかになった。
さらに、解析結果から、このようなモード連成振動では、クランクアーム１４とハブ部２３にひずみエネルギーが集中していることが明らかになっている。
なお、振動確認試験において、クランクシャフト１１の振動を、後述するプーリボルト３１の頭部３１ｂの先端で計測した。 The vibration of the engine equipped with the crankshaft 11 of the present embodiment is that the vibration during combustion in the first cylinder 101a is larger than the vibration during combustion in the other cylinders. Has been confirmed.
Then, by a behavior analysis of the crankshaft 11 using CAE (computer-aided engineering), a mode coupled vibration of the secondary bending mode of the crankshaft 11 in the Z-axis direction in FIG. It became clear that.
Further, the analysis results show that in such mode-coupled vibration, strain energy is concentrated on the crank arm 14 and the hub 23.
In the vibration confirmation test, the vibration of the crankshaft 11 was measured at the tip of a head 31b of a pulley bolt 31 described later.

各気筒のクランクスロー１６ａ〜１６ｄについて、シリンダ１０１内の混合気が燃焼し、燃焼ガスの膨張圧力（燃焼加振力）によって、ピストン１０２が上死点から下死点へ移動する際に、コンロッド１０３を介してクランクピン１３に荷重が入力される。そして、クランクピン１３に入力された荷重によって、クランクアーム１４間のクランクジャーナル１２側の間隔が狭拡する撓み変形が生じる。さらに、このクランクアーム１４の撓み変形によって、クランクアーム１４を支えるクランクジャーナル１２が、すべり軸受を支点にして傾く（揺動する）現象が生じて、振動となる。 For the crank throws 16a to 16d of the respective cylinders, when the air-fuel mixture in the cylinder 101 burns and the piston 102 moves from the top dead center to the bottom dead center due to the expansion pressure (combustion excitation force) of the combustion gas, the connecting rod A load is input to the crank pin 13 via the switch 103. The load applied to the crank pin 13 causes a bending deformation in which the interval between the crank arms 14 on the side of the crank journal 12 becomes narrower. Further, due to the bending deformation of the crank arm 14, a phenomenon occurs in which the crank journal 12 supporting the crank arm 14 tilts (oscillates) with the slide bearing as a fulcrum, which causes vibration.

つまり、クランクシャフト１１の２次曲げモードは、１番気筒１０１ａのクランクピン１３と振動モードの振幅が最大となる腹の位置が一致する。そのため、各シリンダ１０１で発生する燃焼加振力に対して、１番気筒１０１ａのクランクピン１３が最もＺ軸方向に傾く。また、１番気筒１０１ａで燃焼加振力が発生した際に、１番気筒１０１ａのクランクピン１３が最もＺ軸方向に傾くことで、１番気筒のクランクジャーナル１２ａ、１２ｂが最も大きく搖動し、最も大きなエンジン振動が発生する。 In other words, in the secondary bending mode of the crankshaft 11, the position of the antinode where the amplitude of the vibration mode becomes maximum coincides with the crankpin 13 of the first cylinder 101a. Therefore, the crankpin 13 of the first cylinder 101a is most inclined in the Z-axis direction with respect to the combustion excitation force generated in each cylinder 101. Also, when the combustion excitation force is generated in the first cylinder 101a, the crank pin 13 of the first cylinder 101a is inclined most in the Z-axis direction, so that the crank journals 12a and 12b of the first cylinder 101 swing the most, The largest engine vibration occurs.

ところで、このようなクランクシャフト１１の振動は、クランクプーリ２１の剛性が低いことが要因となっているため、クランクプーリ２１の剛性を高めることで、振動を抑制できる。クランクプーリ２１の剛性は、各部の寸法を大きくすることで高められるが、各部の寸法を単純に大きくしたのでは、クランクプーリ２１の重量が増加してしまう。
エンジン１の軽量化を図るために、クランクピン１３を小径化したが、小径化によって発生した振動を抑制するために、クランクプーリ２１の重量を増やしたのでは、クランクピン１３を小径化した意味がなくなってしまう。
そこで本願では、重量の増加を抑制しつつ、１番気筒１０１ａでの燃焼時に、クランクプーリ２１に入力される荷重に対して剛性を高めることができるクランクプーリ２１の形状を提案する。 By the way, such a vibration of the crankshaft 11 is caused by a low rigidity of the crank pulley 21. Therefore, the vibration can be suppressed by increasing the rigidity of the crank pulley 21. The rigidity of the crank pulley 21 can be increased by increasing the size of each part. However, simply increasing the size of each part increases the weight of the crank pulley 21.
Although the diameter of the crankpin 13 is reduced in order to reduce the weight of the engine 1, increasing the weight of the crank pulley 21 in order to suppress the vibration generated by the reduction in diameter means that the diameter of the crankpin 13 is reduced. Is gone.
In view of this, the present application proposes a shape of the crank pulley 21 that can increase rigidity with respect to a load input to the crank pulley 21 during combustion in the first cylinder 101a while suppressing an increase in weight.

クランクプーリ２１は、図２〜図５に示すように、伝達ベルトＢＬＴが巻き掛けられるリム部２２と、クランクシャフト１１に固定されるハブ部２３と、リム部２２とハブ部２３を繋ぐ連結部２４とを備えている。また、クランクプーリ２１は、プーリボルト３１によって、クランクシャフト１１のプーリ側端部１１ｐに配置される。
リム部２２は、円環形状を備え、径方向に内側から小径部２２ａ、中径部２２ｂ、および大径部２２ｃの３層構造となっている。小径部２２ａは、鋳鉄で構成されている。中径部２２ｂは、ゴム等の弾性材からなるダンパーによって構成されている。大径部２２ｃは、小径部２２ａと同様の鋳鉄からなり、外周に周方向に沿ったベルト溝２２ｄを備えている。そして、ベルト溝２２ｄに伝達ベルトＢＬＴが巻き掛けられる。
なお、リム部２２は、上記３層構造によって、ダイナミックダンパを構成している。そして、リム部２２は、中径部２２ｂのダンパーと、大径部２２ｃの慣性質量の作用によって、断続的に回転トルクが加わるクランクシャフト１１から小径部２２ａに伝わる１自由度系の１つの共振点を持つ捻じり振動を、２自由度系の２つの共振点に分離し、捻じり振動を抑制している。 As shown in FIGS. 2 to 5, the crank pulley 21 includes a rim 22 around which the transmission belt BLT is wound, a hub 23 fixed to the crankshaft 11, and a connecting portion connecting the rim 22 and the hub 23. 24. The crank pulley 21 is disposed at the pulley side end 11p of the crankshaft 11 by a pulley bolt 31.
The rim portion 22 has an annular shape and has a three-layer structure of a small diameter portion 22a, a medium diameter portion 22b, and a large diameter portion 22c from the inside in the radial direction. The small diameter portion 22a is made of cast iron. The middle diameter portion 22b is configured by a damper made of an elastic material such as rubber. The large-diameter portion 22c is made of the same cast iron as the small-diameter portion 22a, and has a belt groove 22d on the outer circumference along the circumferential direction. Then, the transmission belt BLT is wound around the belt groove 22d.
The rim 22 forms a dynamic damper with the three-layer structure. The rim portion 22 has one resonance of one degree of freedom transmitted from the crankshaft 11 to the small diameter portion 22a to which the rotational torque is intermittently applied by the action of the damper of the middle diameter portion 22b and the inertial mass of the large diameter portion 22c. The torsional vibration having a point is separated into two resonance points of a two-degree-of-freedom system to suppress the torsional vibration.

ハブ部２３は、小径部２２ａと同様の硬質な樹脂材によって、円盤状に形成されている。また、ハブ部２３は、リム部２２の中心に位置し、板面の中央に固定孔２３ａが開口している。そして、ハブ部２３の一方の板面上には、成形リブ２３ｂが、固定孔２３ａの周囲を囲むように、六角形を形成しつつ、立設している。なお、固定孔２３ａには、プーリボルト３１の雄ネジ部３１ａが貫通する。
プーリボルト３１は、クランクシャフト１１のプーリ側端部１１ｐの軸端に開口する雌ネジ穴１１ａに螺合する。その際に、プーリボルト３１は、その雄ネジ部３１ａがハブ部２３の固定孔２３ａを貫通しつつ、頭部３１ｂが固定孔２３ａの周縁に係合し、クランクシャフト１１の一端にクランクプーリ２１を固定する。 The hub portion 23 is formed in a disk shape from the same hard resin material as the small diameter portion 22a. The hub portion 23 is located at the center of the rim portion 22, and has a fixing hole 23a opened at the center of the plate surface. Then, on one plate surface of the hub portion 23, a forming rib 23b stands up while forming a hexagon so as to surround the periphery of the fixing hole 23a. The male screw portion 31a of the pulley bolt 31 penetrates the fixing hole 23a.
The pulley bolt 31 is screwed into a female screw hole 11 a opened at the shaft end of the pulley side end 11 p of the crankshaft 11. At this time, the pulley bolt 31 has the male screw portion 31a passing through the fixing hole 23a of the hub portion 23 and the head portion 31b engaging with the peripheral edge of the fixing hole 23a. Fix it.

連結部２４は、図２、図３に示すように、クランクジャーナル１２からクランクアーム１４が延伸する延伸方向（Ｚ軸方向）に沿って、ハブ部２３とリム部２２の間を放射状に繋ぐ一対のスポーク状部材で構成されている。つまり、一対のスポーク状部材は、隣接する１番気筒１０１ａのクランクアーム１４に対向配置されるアーム側スポーク２４ａ（一方のスポーク状部材）と、隣接する１番気筒１０１ａのカウンターウェイト１５に対向配置されるウェイト側スポーク２４ｂ（他方のスポーク状部材）とで構成されている。つまり、これらアーム側スポーク２４ａとウェイト側スポーク２４ｂは、ハブ部２３を挟んで、隣接するクランクアーム１４の延伸方向に沿って、直線状に配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the connecting portion 24 includes a pair of radially connecting hub portions 23 and rim portions 22 along the extending direction (Z-axis direction) in which the crank arm 14 extends from the crank journal 12. Of spoke-shaped members. In other words, the pair of spoke-shaped members are opposed to the arm-side spokes 24a (one spoke-shaped member) disposed opposite to the crank arm 14 of the adjacent first cylinder 101a and the counterweight 15 of the adjacent first cylinder 101a. Weight spoke 24b (the other spoke-shaped member). That is, the arm-side spokes 24a and the weight-side spokes 24b are linearly arranged along the extending direction of the adjacent crank arm 14 with the hub portion 23 interposed therebetween.

アーム側スポーク２４ａとウェイト側スポーク２４ｂは、それぞれが、クランクプーリ２１の回転面に面した板状部材で構成されている。また、アーム側スポーク２４ａとウェイト側スポーク２４ｂは、それぞれが、周方向に沿った寸法が、ハブ部２３側からリム部２２側に向かうに従って徐々に小さくなる略三角形形状を備えている。また、アーム側スポーク２４ａとウェイト側スポーク２４ｂは、それぞれの両板面上に、補強リブ２５が立設されている。そして、アーム側スポーク２４ａとウェイト側スポーク２４ｂは、補強リブ２５を含めた重量が等しくなるように、形状が設定されている。 Each of the arm-side spokes 24a and the weight-side spokes 24b is formed of a plate-like member facing the rotation surface of the crank pulley 21. Further, each of the arm-side spokes 24a and the weight-side spokes 24b has a substantially triangular shape whose size along the circumferential direction gradually decreases from the hub portion 23 toward the rim portion 22. In addition, the arm-side spokes 24a and the weight-side spokes 24b have reinforcing ribs 25 erected on both plate surfaces. The shapes of the arm-side spokes 24a and the weight-side spokes 24b are set so that the weights including the reinforcing ribs 25 are equal.

補強リブ２５は、図２〜図５に示すように、連結部２４の表裏の両板面上の中央部を、クランクプーリ２１に隣接する１番気筒１０１ａのクランクアーム１４の延伸方向に沿って、ハブ部２３の外周とリム部２２の内周との間を繋いでいる。また、補強リブ２５は、その連結部２４の板面から先端までの高さ寸法Ｈ２５が、ハブ部２３側からリム部２２側の間で変わることなく、一定になるように設定されている。さらに、補強リブ２５は、図３、図４における正面側と裏面側に立設しており、断面が十字形状を備えている。また、補強リブ２５は、正面側と裏面側では、高さ寸法Ｈ２５が異なり、正面側の高さ寸法Ｈ２５ａが、裏面側の高さ寸法Ｈ２５ｂよりも高くなるように設定されている。 As shown in FIGS. 2 to 5, the reinforcing ribs 25 extend the central portions on both the front and rear plate surfaces of the connecting portion 24 along the extending direction of the crank arm 14 of the first cylinder 101 a adjacent to the crank pulley 21. , The outer periphery of the hub portion 23 and the inner periphery of the rim portion 22 are connected. Further, the reinforcing rib 25 is set so that the height dimension H25 from the plate surface to the tip of the connecting portion 24 does not change between the hub portion 23 side and the rim portion 22 side. Further, the reinforcing ribs 25 are provided upright on the front side and the back side in FIGS. 3 and 4, and have a cross-shaped cross section. The height H25 of the reinforcing rib 25 is different between the front side and the back side, and the height H25a on the front side is set to be higher than the height H25b on the back side.

次に、本実施形態に係るエンジン１の作用効果について説明する。
クランクプーリ２１に隣接する１番気筒１０１ａのクランクアーム１４の延伸方向に沿った補強リブ２５を連結部２４に立設することによって、重量の増加を抑制しつつ、１番気筒１０１ａでの燃焼時に、クランクプーリ２１に伝達される振動に対して、連結部２４の剛性を高めることができる。これによって、１番気筒１０１ａでの燃焼時に、クランクプーリ２１に伝達される振動によるクランクプーリ２１の倒れを抑制することができる。
また、連結部２４の剛性が高まることで、伝達ベルトＢＬＴの張力が、より効果的にクランクシャフト１１のプーリ側端部１１ｐに作用し、プーリ側端部１１ｐの傾きが規制される。これによって、クランクシャフト１１の軽量化（クランクピン１３の小径化）による剛性の低下に伴うクランクシャフト１１の曲げ振動を抑制することができる。 Next, the operation and effect of the engine 1 according to the present embodiment will be described.
The reinforcing ribs 25 extending along the direction of extension of the crank arm 14 of the first cylinder 101a adjacent to the crank pulley 21 are erected on the connecting portion 24, thereby suppressing an increase in weight while burning in the first cylinder 101a. Therefore, the rigidity of the connecting portion 24 can be increased with respect to the vibration transmitted to the crank pulley 21. Thus, it is possible to prevent the crank pulley 21 from falling down due to vibration transmitted to the crank pulley 21 during combustion in the first cylinder 101a.
Further, by increasing the rigidity of the connecting portion 24, the tension of the transmission belt BLT acts on the pulley side end 11p of the crankshaft 11 more effectively, and the inclination of the pulley side end 11p is regulated. Thus, bending vibration of the crankshaft 11 due to a decrease in rigidity due to a reduction in the weight of the crankshaft 11 (a reduction in the diameter of the crankpin 13) can be suppressed.

連結部２４が、ハブ部２３とリム部２２の間を放射状に繋ぐ一対のスポーク状部材からなり、一方のスポーク状部材であるアーム側スポーク２４ａはクランクアーム１４に対向配置され、他方のスポーク状部材であるウェイト側スポーク２４ｂはハブ部２３を挟んでアーム側スポーク２４ａの反対側に配置されることで、連結部２４の重量を増加させることなく、１番気筒１０１ａでの燃焼時に、クランクプーリ２１に伝達される振動に対して、重点的に剛性を高めることができる。 The connecting portion 24 is composed of a pair of spoke-shaped members radially connecting the hub portion 23 and the rim portion 22. One spoke-shaped member, ie, an arm-side spoke 24a is disposed to face the crank arm 14, and the other spoke-shaped member. The weight side spoke 24b, which is a member, is disposed on the opposite side of the arm side spoke 24a with the hub portion 23 interposed therebetween. Rigidity can be increased mainly with respect to the vibration transmitted to 21.

スポーク状部材の周方向に沿った寸法が、ハブ部２３側からリム部２２側に向かうに従って徐々に小さくなる略三角形形状を備えていることによって、クランクプーリ２１の回転中に、スポーク状部材に掛かる荷重（慣性力）を小さくすることができる。
なお、本実施形態のクランクプーリ２１は、直列４気筒エンジンに設置されているが、上記理由から直列４気筒エンジンに限らず、６気筒エンジンやＶ型エンジン等の様々な形態のエンジンにも適用が可能であり、同様の作用効果を得ることができる。 The spoke-shaped member has a substantially triangular shape in which the dimension along the circumferential direction of the spoke-shaped member gradually decreases from the hub portion 23 side to the rim portion 22 side. The applied load (inertial force) can be reduced.
Although the crank pulley 21 of the present embodiment is installed in an in-line four-cylinder engine, the invention is not limited to the in-line four-cylinder engine for the above-described reason, and is applicable to various types of engines such as a six-cylinder engine and a V-type engine. And the same operation and effect can be obtained.

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。上記第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態と第１実施形態とで、大きく異なる構成は、図６〜図８に示すように、連結部２４Ａと補強リブ２５Ａの構成である。
本実施形態の連結部２４Ａは、上記実施形態のような略三角形形状とは異なり、クランクプーリ２１Ａに隣接するクランクアーム１４の延伸方向に沿いつつ、周方向に沿った寸法が一定な略長方形形状を備えている。なお、連結部２４Ａが、アーム側スポーク２４ａＡとウェイト側スポーク２４ｂＡとからなる一対のスポーク状部材で構成される点、およびアーム側スポーク２４ａＡとウェイト側スポーク２４ｂＡのそれぞれが、クランクプーリ２１Ａの回転面に面した板状部材で構成される点は、上記第１実施形態と同様である。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
The configuration that is significantly different between the present embodiment and the first embodiment is the configuration of the connecting portion 24A and the reinforcing rib 25A, as shown in FIGS.
The connecting portion 24A of the present embodiment is different from the substantially triangular shape as in the above embodiment, and has a substantially rectangular shape having a constant circumferential dimension while extending in the extending direction of the crank arm 14 adjacent to the crank pulley 21A. It has. The connecting portion 24A is constituted by a pair of spoke-shaped members consisting of an arm-side spoke 24aA and a weight-side spoke 24bA. This is the same as the first embodiment in that it is constituted by a plate-like member facing the.

本実施形態の補強リブ２５Ａは、図６〜図８に示すように、アーム側スポーク２４ａＡとウェイト側スポーク２４ｂＡの表裏の両板面上の両縁部に沿って、ハブ部２３の外周とリム部２２の内周との間を繋ぐように立設され、断面略Ｈ字形状を備えている。つまり、補強リブ２５Ａは、アーム側スポーク２４ａＡとウェイト側スポーク２４ｂＡのそれぞれに、クランクプーリ２１Ａに隣接するクランクアーム１４の延伸方向に沿って４本ずつ立設されている。
なお、補強リブ２５Ａは、図８に示すように、その連結部２４Ａの板面から先端までの高さ寸法Ｈ２５Ａが、リム部２２側よりもハブ部２３側が大きくなるように設定される。つまり、補強リブ２５Ａの高さ寸法Ｈ２５Ａは、ハブ部２３側からリム部２２側に向かうに従って徐々に低くなるように形成されている。
また、補強リブ２５Ａは、図６における正面側と裏面側に立設しており、断面が略Ｈ字形状を備えている。また、補強リブ２５Ａは、正面側と裏面側では、高さ寸法Ｈ２５Ａが異なり、正面側の高さ寸法Ｈ２５ａＡが、裏面側の高さ寸法Ｈ２５ｂＡよりも高くなるように設定されている。 As shown in FIGS. 6 to 8, the reinforcing rib 25 </ b> A according to the present embodiment is configured such that an outer periphery of the hub portion 23 and a rim are formed along both edges on both front and back plate surfaces of the arm-side spoke 24 aA and the weight-side spoke 24 bA. It is erected so as to connect with the inner periphery of the part 22 and has a substantially H-shaped cross section. That is, four reinforcing ribs 25A are provided on each of the arm-side spokes 24aA and the weight-side spokes 24bA along the extending direction of the crank arm 14 adjacent to the crank pulley 21A.
As shown in FIG. 8, the reinforcing rib 25A is set such that the height H25A from the plate surface to the end of the connecting portion 24A is larger on the hub portion 23 side than on the rim portion 22 side. That is, the height H25A of the reinforcing rib 25A is formed so as to gradually decrease from the hub portion 23 side to the rim portion 22 side.
The reinforcing ribs 25A are provided upright on the front side and the back side in FIG. 6, and have a substantially H-shaped cross section. The height H25A of the reinforcing rib 25A is different between the front side and the back side, and the height H25aA of the front side is set to be higher than the height H25bA of the back side.

このような構成の違いによって、上記第１実施形態から得られる作用効果に加えて、本実施形態では、以下の作用効果が得られる。
補強リブ２５Ａの高さ寸法Ｈ２５Ａを、リム側よりもハブ側を高くすることで、クランクプーリ２１Ａの外周側を軽量化し、クランクプーリ２１Ａの回転中に、連結部２４Ａに掛かる慣性力を小さくすることができる。
各スポーク状部材毎に、クランクアーム１４の延伸方向に沿って、複数の補強リブ２５Ａを立設し、断面略Ｈ字形状とすることで、クランクプーリ２１Ａの重量増加を抑制しつつ、連結部２４Ａの剛性を高めることができる。 Due to such a difference in the configuration, in addition to the functions and effects obtained from the first embodiment, the following functions and effects are obtained in the present embodiment.
By making the height dimension H25A of the reinforcing rib 25A higher on the hub side than on the rim side, the outer peripheral side of the crank pulley 21A is reduced in weight, and the inertia force applied to the connecting portion 24A during rotation of the crank pulley 21A is reduced. be able to.
A plurality of reinforcing ribs 25A are erected along the extending direction of the crank arm 14 for each of the spoke-shaped members and have a substantially H-shaped cross section, thereby suppressing an increase in the weight of the crank pulley 21A and connecting the connecting portions. The rigidity of 24A can be increased.

なお、本実施形態のクランクプーリ２１Ａでは、アーム側スポーク２４ａＡとウェイト側スポーク２４ｂＡとが同一形状の部材によって構成されているが、このような形態に限定されるものではない。
たとえば、一方のスポーク状部材であるアーム側スポーク２４ａＡと、他方のスポーク状部材であるウェイト側スポーク２４ｂＡの重量が同じになるように考慮しつつ、アーム側スポーク２４ａＡの剛性がウェイト側スポーク２４ｂＡよりも高くなるように、それぞれの断面係数が設定されていればよい。
つまり、アーム側スポーク２４ａＡを第２実施形態のような断面略Ｈ字形状の部材で構成しつつ、ウェイト側スポーク２４ｂＡを第１実施形態のような断面略十字形状の部材で構成してもよい。 In addition, in the crank pulley 21A of the present embodiment, the arm-side spokes 24aA and the weight-side spokes 24bA are formed by members having the same shape, but the invention is not limited to such a form.
For example, the rigidity of the arm-side spoke 24aA is higher than that of the weight-side spoke 24bA while considering that the weight of the arm-side spoke 24aA, which is one of the spoke-shaped members, and the weight of the weight-side spoke 24bA, which is the other spoke-shaped member, are the same. It is sufficient that the respective section coefficients are set so as to be higher.
That is, the arm-side spokes 24aA may be formed of a member having a substantially H-shaped cross section as in the second embodiment, while the weight-side spokes 24bA may be formed of a member having a substantially cross-shaped cross section as in the first embodiment. .

このような構成とすることで、以下のような作用効果が得られる。
一方のスポーク状部材であるアーム側スポーク２４ａＡの重量と他方のスポーク状部材であるウェイト側スポーク２４ｂＡの重量を等しくすることで、クランクプーリ２１Ａの回転を安定させることができる。
アーム側スポークの剛性を、ウェイト側スポークの剛性よりも高くしたことによって、伝達ベルトＢＬＴの張力が、より効果的にクランクシャフト１１のプーリ側端部１１ｐに作用し、そして、プーリ側端部１１ｐの傾きが規制される。これによって、クランクシャフト１１の軽量化（クランクピン１３の小径化）による剛性の低下に伴うクランクシャフト１１の曲げ振動を抑制することができる。 With such a configuration, the following operation and effect can be obtained.
The rotation of the crank pulley 21A can be stabilized by making the weight of the arm-side spoke 24aA as one spoke-shaped member equal to the weight of the weight-side spoke 24bA as the other spoke-shaped member.
By making the rigidity of the arm-side spokes higher than the rigidity of the weight-side spokes, the tension of the transmission belt BLT more effectively acts on the pulley-side end 11p of the crankshaft 11, and the pulley-side end 11p Is regulated. Thus, bending vibration of the crankshaft 11 due to a decrease in rigidity due to a reduction in the weight of the crankshaft 11 (a reduction in the diameter of the crankpin 13) can be suppressed.

１エンジン
１１クランクシャフト
１２クランクジャーナル
１４クランクアーム
２１クランクプーリ
２２リム部
２３ハブ部
２４連結部
２４ａ一方のスポーク状部材（アーム側スポーク）
２４ｂ他方のスポーク状部材（ウェイト側スポーク）
２５補強リブ
Ｈ２５Ａ高さ寸法
ＢＬＴ伝達ベルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 11 Crankshaft 12 Crank journal 14 Crank arm 21 Crank pulley 22 Rim part 23 Hub part 24 Connection part 24a One spoke-shaped member (arm-side spoke)
24b The other spoke-shaped member (weight-side spoke)
25 Reinforcement rib H25A Height BLT Transmission belt

Claims

A crank pulley comprising: a rim portion having an annular shape; a hub portion located at the center of the rim portion; and a connecting portion connecting the hub portion and the rim portion, wherein a transmission belt is wound around the rim portion. When,
A crank journal rotatably supported around an axis, a crank arm extending radially from the crank journal, a crank shaft having the hub portion fixed to one end,
In an engine with
The connecting portion,
Along the extending direction, the hub portion and the rim portion are formed of a pair of spoke-shaped members that radially connect between the hub portion and the rim portion,
One spoke-shaped member is arranged to face the crank arm,
The other spoke-shaped member is arranged on the opposite side of the one spoke-shaped member across the hub portion,
The weight of the one spoke-shaped member and the weight of the other spoke-shaped member are equal, and the cross-sectional shape of the one spoke-shaped member is set to be larger than that of the other spoke-shaped member,
A reinforcing rib is erected on the pair of spoke members ,
The reinforcing ribs
An engine connecting the hub and the rim along an extension direction of the crank arm adjacent to the crank pulley.

The spoke-shaped member,
2. The engine according to claim 1 , wherein a dimension along a circumferential direction gradually decreases from the hub portion side toward the rim portion side. 3.

The reinforcing rib,
The engine according to claim 1 , wherein a height dimension from the connection portion to the tip is set to be larger on the hub portion side than on the rim portion side. 4.

The reinforcing rib,
The engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein a plurality of the spoke-shaped members are provided upright.

The reinforcing rib,
The engine according to any one of claims 1 to 4 , wherein the engine is erected on both edges along the extending direction.