JPH08190387A - タイミングベルトの防音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのタイミングベルト周辺から発生す
る騒音を吸収し、その低騒音化を図るタイミングベルト
の防音装置を提供する。 【構成】 エンジン２０のタイミングベルト２９を包囲
するタイミングベルトカバー３０と、このタイミングベ
ルトカバー３０の内面に配された吸音板３４と、エンジ
ン２０に取り付けられて回転数を検出する回転数検出手
段とを備えてなり、吸音板３４は、電界配列効果を有す
る固体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応
型音波吸収制御用流体組成物と、間隙をおいて互いに対
向しこの間隙に前記電気感応型音波吸収制御用流体組成
物を収容した一対の電極板と、前記回転数検出手段によ
って検出されたエンジンの回転数に応じて前記一対の電
極板間に電圧を印加し且つ該電圧を調整する電圧印加制
御手段とにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用等のエンジンが備
えるタイミングベルトの防音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用のエンジンにおいては、クランク
軸からの駆動力をカム軸に伝達し、クランク軸に連動し
てカム軸を回転させるべくタイミングベルトが設けられ
ているとともに、クランク軸からの駆動力を補機用軸に
伝達し、クランク軸に連動して補機用軸を回転させるべ
く補機用ベルトが設けられている。そして、エンジンに
はこれらタイミングベルトや補機用ベルトを水や油、塵
埃、石等の異物から保護するとともに、騒音防止を果す
べくタイミングベルトカバーや補機用ベルトカバーが取
り付けられている。

【０００３】一般に車両に用いられるエンジン１２０
は、図１０に示すように、シリンダヘッド１２１とシリ
ンダブロック１２２を有し、シリンダブロック１２２か
らクランク軸１２３の一端が突出すべく配設されるとと
もに、シリンダヘッド１２１からカム軸１２４の一端が
突出すべく配設されている。

【０００４】クランク軸１２３の一端にはクランクタイ
ミングプーリ１２５が装着され、カム軸１２４の一端に
はカムタイミングプーリ１２６が装着されている。

【０００５】クランクタイミングプーリ１２５とカムタ
イミングプーリ１２６とをタイミングベルト１２９によ
って捲回し、クランク軸１２３とカム軸１２４とを連絡
している。このタイミングベルト１２９には、図示しな
いテンショナプーリによって張力が与えられている。

【０００６】タイミングベルト１２９は、タイミングベ
ルトカバー１３０によって包囲されている。このタイミ
ングベルトカバー１３０は、外側のアウトサイドカバー
１３１とエンジン側のインサイドカバー１３２とからな
り、アウトサイドカバー１３１とインサイドカバー１３
２の間には空間部１３３が形成されている。

【０００７】ところで、タイミングベルト１２９には通
常歯付きベルトが使用されており、この歯付きベルトに
おいては、ベルトとプーリの歯が噛み合う際に噛み合い
音が発生する。この噛み合い音はカムタイミングプーリ
１２６等の大径プーリの場合には発生し難いが、クラン
クタイミングプーリ１２５等の小径プーリ付近およびタ
イミングベルト１２９の屈曲角度が大きい箇所で発生し
易い。

【０００８】よって、タイミングベルトカバー１３０の
空間部１３３内の空気が共鳴振動を起こすこととなり、
エンジンの回転数によっては耳障りな大きな騒音が発生
していた。そこでこの問題を解決するため、アウトサイ
ドカバー１３１の最大振幅部分である中央部分に熱可塑
性エラストマ等の弾性材料からなる防音部１３４を設
け、タイミングベルトカバー１３０の振幅を小さくして
騒音の発生を抑える対策が講じられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイミ
ングベルトカバーに上記のような防音部１３４を設ける
ことによってタイミングベルトカバー１３０の共鳴振動
は抑えられても、エンジンの回転数の変化に伴って音域
が変化する噛み合い音の透過を抑えることはできず、タ
イミングベルト周辺から発生する騒音について十分な防
音効果をもたらすには至らなかった。

【００１０】ところで、本発明者らは、従来知られてい
ない新規な電界配列特性（以下、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ特性を略して「ＥＡ特性」と称する）
を有する電気感応型音波吸収制御用流体組成物（以下、
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｎｏｉｓｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌ流体組
成物を略して「ＥＮＣ流体組成物」と称する）の研究を
行っている。このＥＮＣ流体組成物は、例えば、電気絶
縁性の媒体中に固体粒子を分散させて得られる流体であ
り、これに電界を印加すると固体粒子が誘電分極を起こ
し、さらに誘電分極に基づく静電引力によって互いに電
場方向に配位連結して整列し、鎖状体構造を示す性質を
持っている。また、固体粒子によっては電気泳動して配
列配向し、配列塊状構造を示す性質を示すものもある。
このように、電界下における粒子の配列配向を電界配列
効果（以下、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ効
果を略して「ＥＡ効果」と称する）と呼び、そのような
性質を有する固体粒子を電界配列性粒子（以下、Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ粒子を略して「ＥＡ粒
子」と称する）と呼ぶこととする。そして本発明者ら
は、この新規な構造のＥＮＣ流体組成物の研究を進める
ことにより本発明に到達した。

【００１１】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、ＥＡ効果を有し、印加される電圧によって特
性振動数を制御できるＥＮＣ流体組成物を備えた音波吸
収制御を行なうことにより、エンジンのタイミングベル
ト周辺から発生する各プーリとタイミングベルトとの噛
み合い音を吸収し、その低騒音化を図るタイミングベル
トの防音装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては以下の手段を講じるものとする。
すなわち、本発明のタイミングベルトの防音装置は、エ
ンジンのタイミングベルトを包囲するタイミングベルト
カバーの内面に配された吸音板と、エンジンに取り付け
られてエンジンの回転数を検出する回転数検出手段とを
備えるタイミングベルトの防音装置であって、前記吸音
板は、電界配列効果を有する固体粒子を電気絶縁性媒体
中に含有してなる電気感応型音波吸収制御用流体組成物
と、間隙をおいて互いに対向しこの間隙に前記電気感応
型音波吸収制御用流体組成物を収容した一対の電極板
と、前記一対の電極板間に電圧を印加し、前記回転数検
出機構によって検出されたエンジンの回転数に応じて電
圧を調整する電圧印加制御手段とにより構成されること
を特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のタイミングベルトの防音装置が具備す
る吸音板は、ＥＡ効果を有するＥＡ粒子を電気絶縁媒体
中に含有してなるＥＮＣ流体組成物と、間隙をおいて互
いに対向し、前記間隙に前記ＥＮＣ流体組成物を収容し
た一対の電極板とを備えており、一対の電極板間には電
圧を印加し且つ該電圧を調整する電圧印加制御手段が設
けられている。そして、この吸音板は、一対の電極板間
に電圧が印加されていない状態では、ＥＮＣ流体組成物
中のＥＡ効果を有するＥＡ粒子は電気絶縁性媒体中にラ
ンダムに浮遊・分散している。

【００１４】電圧印加制御手段により一対の電極板に電
圧を印加すると、ＥＡ粒子は鎖状に配列結合して鎖状体
（粒子鎖）を形成し、この鎖状体が電界方向に平行して
配列する。この状態で、一方の電極板に音波（空気振
動）を入射させると、この電極板が前記対向方向に振動
するが、鎖状体自体が弾性の性質を持っているため、鎖
状体は引っ張られる場合には、向かい合う粒子同士が引
き合って引力を、圧縮される場合には、撓んで反発力を
それぞれ生じ、電気絶縁性媒体中の鎖状体の運動により
粘性抵抗が生じ、これによって音波の持つエネルギーの
損失（散逸）が起こる。

【００１５】すなわち、電極板に入射した音波に、鎖状
体を含むＥＮＣ流体組成物と電極板とが共振するのであ
る。このような鎖状体に振動を与える音波周波数は、鎖
状体の持つ特性振動数（鎖状体の弾性と電極板の慣性と
のバランスからなる、いわゆる固有振動数と推定され
る）によって定まり、その特性振動数と一致した周波数
の音波が電極板に入射すると、鎖状体は共振してその音
波を吸収する。

【００１６】各粒子間に働く引力（鎖状体に生じる応
力）は、一対の電極板に印加される電圧の増加に伴って
増大することから、鎖状体自体の弾性率と粘性率が印加
電圧の増加に伴って増大することとなり、本発明はこの
ことを利用するものである。すなわち、電圧印加制御手
段により印加電圧を調整して、鎖状体自体の特性振動数
を入射音波（空気振動）の振動数成分に一致させること
により、鎖状体を共振（共鳴）させ、入射音波のエネル
ギーを消費する。

【００１７】図１１は、ＥＡ粒子３０ｗｔ％分散系につ
いてＥＡ特性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を
示すグラフである。このグラフから印加電圧が増加する
ほど鎖状体に働く応力は増大することが明らかである。
ＥＡ特性は、誘電分極した粒子が電気的引力により電場
方向に配列し、鎖状構造を形成することに起因する。低
せん断速度では電気的引力が支配的であるので、鎖状構
造の破壊と再形成がゆるやかに繰り返される。電場方向
に並んだ鎖をそれと直角方向にせん断破壊させるとき発
生する力が降伏応力に相当する。形成される全ての鎖の
粒子が同じ直径をもち、直鎖状に並んで電極板間を結ん
でいると考えると、鎖の数は粒子濃度に比例するので、
降伏応力も粒子濃度に比例することになる。図１２は、
この時の振動の等価回路を示したものであり、弾性率Ｋ
のコイルばね１３と弾性率Ｃのダッシュポット１４が一
対に電極板間に並列に接続されたものと同等であること
を示している。

【００１８】上記のような性能を有する吸音板を備える
本発明のタイミングベルトの防音装置によれば、回転数
検出手段がエンジンの回転数を検出して電圧印加制御手
段に伝え、電圧印加制御手段がその回転数に応じて電極
板間に印加する電圧を調整し鎖状体の特性振動数をタイ
ミングベルトと各プーリとの噛み合い音の振動数に一致
させて吸音を行なう。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のタイミングベルトの防音装置
の一実施例を図１から図９を参照して説明する。図１に
おいて、２０はエンジン、２１ははシリンダヘッド、２
２はシリンダブロック、２３はクランク軸、２４はカム
軸である。エンジン２０は、シリンダヘッド２１とシリ
ンダブロック２２を有し、シリンダブロック２２からク
ランク軸２３の一端が突出して配設され、同様にシリン
ダヘッド２１からカム軸２４の一端が突出して配設され
ている。

【００２０】シリンダブロック２２から突出したクラン
ク軸２３の一端にはクランクタイミングプーリ２５が装
着され、同様にカム軸２４の一端にはカムタイミングプ
ーリ２６が装着されている。さらに、クランクタイミン
グプーリ２５近傍には図示しないテンショナプーリが配
設されている。そして、クランクタイミングプーリ２５
とカムタイミングプーリ２６とテンショナプーリとをタ
イミングベルト２９で捲回し、このタイミングベルト２
９によりクランク軸２３とカム軸２４を連絡させてい
る。

【００２１】タイミングベルト２９は、タイミングベル
トカバー３０によって包囲されている。このタイミング
ベルトカバー３０は、外側のアウトサイドカバー３１と
シリンダヘッド側のインサイドカバー３２とからなる。
このとき、アウトサイドカバー３１とインサイドカバー
３２の間に各プーリおよびタイミングベルト２９が納ま
る空間部３３が形成されている。

【００２２】各プーリおよびタイミングベルト２９に相
対するアウトサイドカバー３１の内側には一面に吸音板
３４が配設されている。

【００２３】吸音板３４は、図２に示すように、各プー
リおよびタイミングベルト２９に相対する吸音面３５側
に一様な深さの凹所が設けられたケーシング１５を有し
ており、このケーシング１５は絶縁材料によって形成さ
れている。ケーシング１５の内部には、一対の電極板１
７、１８が、吸音面３５に直交する方向に間隙をおいて
対向配置されており、吸音面３５側の電極板１７には、
音波に対して柔軟な例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）フィルム１７ａが一様に接着されている。一
方の電極板１７およびＰＥＴフィルム１７ａは、ケーシ
ング１５の開口部を閉塞するように設けられており、Ｐ
ＥＴフィルム１７ａの表面が吸音面３５となっている。
また、ケーシング１５内部の一対の電極板１７、１８間
には、ＥＮＣ流体組成物１０が密閉された状態で収容さ
れている。

【００２４】一対の電極板１７、１８には電気ケーブル
を介して電圧印加制御手段３６が接続されている。電圧
印加制御手段３６は、一対の電極板１７、１８間に電圧
を印加する可変電源３７と、この可変電源３７の電圧を
制御する電圧制御手段３８とによって構成されている。
電圧制御手段３８には、エンジン２０に取り付けられた
回転数検出手段３９が接続されており、この回転数検出
手段３９にて検出されたエンジンの回転数に応じて一対
の電極板１７、１８間に印加する電圧の大きさを調整す
ることができる。

【００２５】ＥＮＣ流体組成物１０には、図３に示すよ
うに、電気絶縁性媒体１中にＥＡ粒子２が均一に分散さ
れている。このＥＡ粒子２は、有機高分子化合物からな
る芯体３と、電界配列性無機物（以下、Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ無機物を略して「ＥＡ無機物」
と称する）である粒子４からなる表層５とによって形成
され、無機・有機複合粒子を形成している。この具体例
において、電気絶縁性媒体１は無色透明のシリコーン油
であり、無機・有機複合粒子の芯体３を形成する有機高
分子化合物はポリアクリル酸エステルであり、表層５を
形成するＥＡ無機物の粒子４は無機イオン交換体であり
かつ電気半導体性無機物でもある白色の水酸化チタンで
ある。このＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）の色は例え
ば白色である。また、電気絶縁性媒体１中に含まれるＥ
Ａ粒子２の割合は例えば７．５重量％である。

【００２６】本実施例のタイミングベルトの防音装置に
ついて、まず、吸音板３４の機能について説明する。一
対の電極板１７、１８間に電圧が印加されていない状態
では、図４に示すように、ＥＮＣ流体組成物１０中のＥ
Ａ効果を有するＥＡ粒子２は電気絶縁性媒体中にランダ
ムに浮遊・分散している。

【００２７】そして、電圧印加制御手段３６により一対
の電極板１７、１８に電圧が印加されると、図５に示す
ように、ＥＡ粒子２は鎖状に配列結合して鎖状体（粒子
鎖）６を形成し、この鎖状体６が電界方向に平行して配
列する。この状態で、一方の電極板１７に、図６に示す
ように音波（空気振動）１１を入射させると、図７の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の状態が順次起こ
って、この電極板１７がＰＥＴフィルム１７ａとともに
矢印Ｘ（図６参照）で示すように対向方向に振動する
が、鎖状体６自体が弾性の性質を持っているため、図７
の（ｂ）に示すように、鎖状体６は、圧縮される場合に
は、例えば「く」の字状に撓んで反発力を生じ、図７の
（ｄ）に示すように、鎖状体６は、引っ張られる場合に
は、向かい合うＥＡ粒子２同士が引き合って引力を生じ
る。これにより、ＥＮＣ流体組成物中での鎖状体６の運
動により、粘性抵抗が生じ、音波１１の持つエネルギー
の損失（散逸）が起こる。

【００２８】そして、電極板１７の振動にともなって、
鎖状体６の引っ張りと圧縮が繰り返されるものであり、
この結果、鎖状体６自身も振動することになる。すなわ
ち、電極板１７に入射した音波１１に、鎖状体６を含む
ＥＮＣ流体組成物と、電極板１７とＰＥＴフィルム１７
ａとからなる電極板構造体とが共振するのである。この
ような鎖状体６に振動を与える音波周波数は、鎖状体６
を含有してなる吸音板３４の特性振動数によって定ま
り、その特性振動数と一致した周波数の音波１１が電極
板１７に入射すると、鎖状体６は図６の矢印Ａ、Ｂに示
すように共振してその音波を吸収する。

【００２９】各ＥＡ粒子２間に働く力（鎖状体６に生じ
る応力）は一対の電極板１７、１８に印加される電圧の
増加に伴って増大することから、鎖状体６自体の弾性率
と粘性率が印加電圧の増加に伴って増大することにな
る。本発明は、このことを利用して音波の所望の成分を
除去するものである。すなわち、印加電圧を調整して、
鎖状体６を含有してなる吸音板３４の特性振動数を、電
極板１７に入射した音波（空気振動）１１の振動数に一
致させることにより、図６に示すように、鎖状体６を慣
性力の作用により左右矢印Ａ、Ｂで示すように共振（共
鳴）させ、入射した音波１１のエネルギーを消費するも
のである。このように、吸音板３４は、印加電圧を調整
することにより、入射音波の特定波長の成分を吸収する
ことができる。

【００３０】次に、タイミングベルトの防音装置による
防音について説明する。まず、エンジン２０が作動して
いる状態、すなわちクランク軸の回転によって各プーリ
およびタイミングベルト２９が回転動作を行なっている
状態のとき、回転数検出手段３９によってエンジンの回
転数が検出され、その回転数が電圧制御手段３８に伝え
られる。電圧制御手段３８は、各回転数下においてタイ
ミングベルト２９の周辺から発生する騒音に対して、吸
音板３４が最も効果的に作動するように印加電圧の大き
さを調整するよう設定されている。

【００３１】よって、電圧制御手段３８では、その回転
数のときにタイミングベルト２９周辺から発生する騒音
に対して、吸音板３４が最も吸音効果を発揮する特性振
動数を選択し、電極板１７、１８に印加する電圧を大き
さを調整する。吸音板３４は、瞬時にその特性振動数を
変化させ、騒音を吸収することができる。

【００３２】すなわち、タイミングベルトの防音装置
は、エンジンの回転数に変化に応じて自動的に作動し、
タイミングベルト２９と各プーリから発生する噛み合い
音等の騒音を吸収して効果的に防音することができる。

【００３３】本実施例においては、一対の電極板１７、
１８間に直接ＥＮＣ流体組成物１０を収容したものを示
したが、これに限らず、ＥＮＣ流体組成物１０を十分に
含浸させた多孔質体を一対の電極板１７、１８間に収容
してもよい。この場合、多孔質体は、ＥＡ効果を損なわ
ないために、連続気泡を有するものが好ましい。

【００３４】本実施例においては、吸音面５１側の電極
板１７にはＰＥＴフィルム１７ａを接着したが、これに
代えて、ＰＶＣ（塩化ビニル）フィルム、ナイロンフィ
ルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、アクリルフィルム等の各種プラスチックフィルム等
を用いてもよい。

【００３５】本実施例においては、鎖状体は「く」の字
状に撓むものとされているが、この他に、例えば図８の
（ａ）に示すようなＳ字型、あるいは図８の（ｂ）に示
すようなＷ字型に撓む場合もあると考えられる。

【００３６】本実施例においては、電界の印加によって
ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２が１列の鎖状体６を
形成して平行に配列する現象について説明したが、ＥＡ
粒子２の数が数重量％を越えて多くなると、１列の鎖状
体６ではなく、鎖状体６が複数列相互に接合して、図９
の（ａ）の如くカラム１９を構成して配列するようにな
る。このカラム１９においては左右の鎖状体のＥＡ粒子
２は１つずつずれて互い違いに隣接する。これについて
本発明者らは、図９の（ｂ）に示すごとく、＋極部分と
−極部分に誘電分極しているＥＡ粒子２が互い違いに隣
接して＋極部分と−極部分とが引き合って配列した方が
エネルギー的に安定なためであると推定している。

【００３７】ここで、本発明のＥＮＣ流体組成物に用い
る図３の電気絶縁性媒体１としては、例えば、塩化ジフ
ェニル、セバチン酸ブチル、芳香族ポリカルボン酸高級
アルコールエステル、ハロフェニルアルキルエーテル、
トランス油、塩化パラフィン、弗素系オイル、またはシ
リコーン系オイルやフルオロシリコーン系オイルなど、
電気絶縁性及び電気絶縁破壊強度が高く、化学的に安定
でかつＥＡ粒子を安定に分散させ得るものであればいず
れの流体またはこれらの混合物も使用可能である。この
電気絶縁性媒体１は、目的に応じて着色することができ
る。着色する場合は、選択された電気絶縁性媒体に可溶
であってその電気的特性を損なわない種類と量の油溶性
染料または分散性染料を用いることが好ましい。電気絶
縁性媒体１には、この他に分散剤、界面活性剤、粘度調
整剤、酸化防止剤、安定剤などが含まれていてもよい。

【００３８】この電気絶縁性媒体１の動粘度は、１ｃＳ
ｔないし３００００ｃＳｔの範囲内であることが好まし
い。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、ＥＮＣ流体組成物
の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３００００ｃ
Ｓｔより大きいと、ＥＡ粒子の均一分散が困難になると
ともに、調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜けにく
くなり、取り扱いに支障を来すので好ましくない。この
観点から、動粘度は１０ｃＳｔないし１０００ｃＳｔの
範囲内、特に１０ｃＳｔないし１００ｃＳｔの範囲内で
あることが好ましい。もちろん、電気絶縁性媒体１の動
粘度は、温度により変化し、この温度影響を印加電圧に
よって抑制することができる。

【００３９】本発明に用いられるＥＡ粒子２は、ＥＡ効
果を有する無機・有機複合粒子であれば、元素、有機化
合物、または無機化合物、またはそれらの混合物など、
いずれの素材も使用可能である。その例としては例えば
無機イオン交換体、金属酸化物、シリカゲル、電気半導
体性無機物、カーボンブラックなどの粒子、およびこれ
らを表層として有する粒子を挙げることができる。しか
し、このＥＡ粒子２は、本実施例に示したように、有機
高分子化合物からなる芯体３と、ＥＡ無機物の粒子４か
らなる表層５とによって形成された無機・有機複合粒子
であることが特に好ましい。この無機・有機複合粒子
は、比較的比重が重いＥＡ無機物の粒子４からなる表層
５が比較的比重の軽い有機高分子化合物である芯体３に
担持されていて、その粒子全体の比重を電気絶縁性媒体
１に対して近似するように調節できる。従ってこれを電
気絶縁性媒体１に分散して得られたＥＮＣ流体組成物
は、貯蔵安定性に優れたものとなる。

【００４０】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２の芯体
３として使用し得る有機高分子化合物の例としては、ポ
リ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エ
ステル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢ
Ｓ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、アイオノマ
ー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂などの１種または２種以上の混合
物または共重合物を挙げることができる。

【００４１】表層５を形成するＥＡ無機物である粒子４
としては種々のものが用い得るが、好ましい例としては
無機イオン交換体とシリカゲルと電気半導体性無機物と
を挙げることができる。これらの粒子４を用いて有機高
分子化合物からなる芯体３の上に表層５を形成すると
き、得られた無機・有機複合粒子は有用なＥＡ粒子２と
なる。

【００４２】上記無機イオン交換体の例としては（１）
多価金属の水酸化物、（２）ハイドロタルサイト類、
（３）多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシアパタイ
ト、（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱物、（７）
チタン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸塩、および
（９）不溶性フェロシアン化物を挙げることができる。

【００４３】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。 （１）多価金属の水酸化物。 これらの化合物は、一般式ＭＯ_X（ＯＨ）_Y（Ｍは多価金
属であり、ｘは零以上の数であり、ｙは正数である）で
表され、例えば、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、
水酸化ビスマス、水酸化錫、水酸化鉛、水酸化アルミニ
ウム、水酸化タンタル、水酸化ニオブ、水酸化モリブデ
ン、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、および水酸
化鉄などである。ここで、例えば水酸化チタンとは含水
酸化チタン（別名メタチタン酸またはβチタン酸、Ｔｉ
Ｏ（ＯＨ）₂）および水酸化チタン（別名オルソチタン
酸またはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）の双方を含むも
のであり、他の化合物についても同様である。

【００４４】（２）ハイドロタルサイト類。 これらの化合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（Ｃ
Ｏ）₃・１２Ｈ₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表され、
例えば二価の金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉなどであ
る。 （３）多価金属の酸性塩。 これらは例えばリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸錫、リン酸セリウム、リン酸クロム、ヒ酸ジルコニ
ウム、ヒ酸チタン、ヒ酸錫、ヒ酸セリウム、アンチモン
酸チタン、アンチモン酸錫、アンチモン酸タンタル、ア
ンチモン酸ニオブ、タングステン酸ジルコニウム、バナ
ジン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、セレン酸チ
タンおよびモリブデン酸錫などである。

【００４５】（４）ヒドロキシアパタイト。 これらは例えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、
ストロンチウムアパタイト、カドミウムアパタイトなど
である。 （５）ナシコン型化合物。 これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のようなも
のが含まれるが、本発明においてはＨ₃ＯをＮａと置換
したナシコン型化合物も使用できる。 （６）粘土鉱物。 これらは例えばモンモリロナイト、セピオライト、ベン
トナイトなどであり、特にセピオライトが好ましい。

【００４６】（７）チタン酸カリウム類。 これらは一般式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは０
＜ａ≦１を満たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満たす
正数であり、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂・
ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．
５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ・２．５ＴｉＯ
₂・２Ｈ₂Ｏなどである。なお、上記化合物のうち、ａま
たはｂが整数でない化合物はａまたはｂが適当な整数で
ある化合物を酸処理し、ＫとＨとを置換することによっ
て容易に合成される。

【００４７】（８）ヘテロポリ酸塩。 これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、ヒ
素、ゲルマニウム、またはケイ素であり、Ｅはモリブデ
ン、タングステン、またはバナジウムであり、ｎは正数
である）で表され、例えばモリブドリン酸アンモニウ
ム、およびタングストリン酸アンモニウムである。 （９）不溶性フェロシアン化物。 これらは次の一般式で表される化合物である。Ｍb-pxa
Ａ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ金属または水素イオ
ン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、カ
ドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタンなどの重金属イオ
ン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト
（ＩＩ）などであり、ｂは４または３であり、ａはＡの
価数であり、ｐは０〜ｂ／ａの正数である。） これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］および
Ｋ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性フェロシアン化
合物が含まれる。

【００４８】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。即ち、前述の無機イオン交換体
をＲ−Ｍ¹（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を表
す）と表すと、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部
を、下記のイオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイ
オン種Ｍ²に置換した置換型無機イオン交換体もまた、
本発明における無機イオン交換体である。 ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒｘ−（Ｍ²）ｙ＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、Ｍ¹の価数を表
す）。Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の種類に
より異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換性を示
すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合のＭ²は
アルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金属、遷移
金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオンのいず
れか任意のものである。ＯＨ基を有する無機イオン交換
体が陰イオン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯＨ^-
であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、Ｎ
Ｏ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄など
や錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意
のものである。

【００４９】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体なども本発
明に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具
体例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂
（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃や
ハイドロタルサイトの高温 加熱処理物（５００〜７０
０℃で加熱処理したもの）などがある。これらの無機イ
オン交換体は一種類だけではなく、多種類を同時に表層
として用いることもできる。なお、上記の無機イオン交
換体として、多価金属の水酸化物、及び多価金属の酸性
塩を用いることが特に好ましい。

【００５０】上記ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２の
表層５として使用し得る電気半導体性無機物の例は、電
気伝導度が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍの金属
酸化物、金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機イオン
交換体、またはこれらの少なくともいずれか１種に金属
ドーピングしたもの、もしくは金属ドーピングの有無に
拘わらず、これらの少なくともいずれか１種を他の支持
体上に電気半導体層として施したものなどである。

【００５１】好ましい電気半導体性無機物の例を以下に
示す。 （Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂ 、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）などである。 （Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブなどである。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタ
ン（石原産業社製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、
ＴｉＯ（ＯＨ）₂ ）およびオルソチタン酸（別名αチタ
ン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄ ）を含むものである。 （Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）などを挙げることができる。 （Ｄ）多価金属の水酸化物：無機イオン交換体（１）と
同等。 （Ｅ）ハイドロタルサイト類：無機イオン交換体（２）
と同等。 （Ｆ）多価金属の酸性塩：無機イオン交換体（３）と同
等。 （Ｇ）ヒドロキシアパタイト：無機イオン交換体（４）
と同等。 （Ｈ）ナシコン型化合物：無機イオン交換体（５）と同
等。 （Ｉ）粘土鉱物：無機イオン交換体（６）と同等。 （Ｊ）チタン酸カリウム類：無機イオン交換体（７）と
同等。 （Ｋ）ヘテロポリ酸塩：無機イオン交換体（８）と同
等。 （Ｌ）不溶性フェロシアン化物：無機イオン交換体
（９）と同等。 （Ｍ）金属ドーピングＥＡ無機物：これは上記の電気半
導体性無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上げるため
に、アンチモン（Ｓｂ）などの金属をＥＡ無機物にドー
ピングしたものであって、例としてはアンチモン（Ｓ
ｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂ ）などを挙げることが
できる。 （Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナなどの無機物粒子、または
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機高分子粒子を
用い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ド
ーピング酸化錫（ＳｎＯ₂ ）を施したものなどを挙げる
ことができる。このように他の支持体上にＥＡ無機物が
施された粒子も、全体としてＥＡ無機物と見なすことが
できる。これらのＥＡ無機物は、１種類だけでなく、２
種類またはそれ以上を同時に表層として用いることもで
きる。

【００５２】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２は、種
々な方法によって製造することができる。例えば、有機
高分子化合物からなる粒子状の芯体３と微粒子状の粒子
４とをジェット気流によって搬送し、衝突させて製造す
る方法がある。この場合は粒子状の芯体３の表面に粒子
４の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層５を形成す
る。また別の製法例としては、粒子状の芯体３を気体中
に浮遊させ、粒子４の溶液を霧状にしてその表面に噴霧
する方法がある。この場合はその溶液が芯体３の表面に
付着し乾燥することによって表層５が形成される。

【００５３】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２を製造
する特に好ましい製法は、芯体３と同時に表層５を形成
する方法である。この方法は、例えば、芯体３を形成す
る有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で乳化重
合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒子状と
したＥＡ無機物である粒子４を上記モノマー中、または
重合媒体中に存在させるというものである。重合媒体と
しては水が好ましいが、水と水溶性有機溶媒との混合物
を使用することもでき、また有機系の貧溶媒を使用する
こともできる。この方法によれば、重合媒体の中でモノ
マーが重合して芯体粒子３を形成すると同時に、微粒子
状のＥＡ無機物の粒子４が芯体３の表面に層状に配向し
てこれを被覆し、表層５を形成する。

【００５４】乳化重合または懸濁重合によってＥＡ粒子
（無機・有機複合粒子）を製造する場合には、モノマー
の疎水性の性質とＥＡ無機物の親水性の性質を組み合わ
せることによって、ＥＡ無機物の粒子４の大部分を芯体
３の表面に付着させることができる。この芯体３と表層
５との同時形成方法によれば、有機高分子化合物からな
る芯体３の表面にＥＡ無機物の粒子４が緻密かつ強固に
接着し、堅牢なＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２が形
成される。

【００５５】本発明に使用するＥＡ粒子２の形状は必ず
しも球形であることを要しないが、粒子状の芯体３が調
節された乳化・懸濁重合方法によって製造された場合
は、得られるＥＡ粒子２の形状はほぼ球形となる。ＥＡ
粒子２の粒径は特に限定されるものではないが、０．１
μｍないし５００μｍ、特に５μｍないし２００μｍの
範囲内とすることが好ましい。この際の微粒子状のＥＡ
無機物である粒子４の粒径は特に限定されるものではな
いが、好ましくは０．００５μｍないし１００μｍ、さ
らに好ましくは０．０１μｍないし１０μｍの範囲内と
する。

【００５６】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２におい
て、表層５を形成するＥＡ無機物である粒子４と芯体３
を形成する有機高分子化合物の重量比は特に限定される
ものではないが、保存安定性の高いＥＮＣ流体組成物を
得るためには、ＥＡ無機物の粒子４と有機高分子化合物
の芯体３の合計重量に対して粒子４が１重量％ないし６
０重量％の範囲内、特に４重量％ないし３０重量％の範
囲内とすることが好ましい。この芯体３の割合が１重量
％未満では、得られたＥＡ粒子２のＥＡ特性が不十分と
なり、６０重量％を超えると、ＥＡ２粒子の比重が過大
となって保存安定性を損なう惧れがある。また、本発明
のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥＡ粒子２を、必要なら
分散剤、他の成分とともに電気絶縁性媒体中に均一に攪
拌混合して製造することができる。この攪拌機として
は、液状分散媒に固体粒子を分散させるために通常使用
されるものがいずれも使用できる。電気絶縁性媒体中１
におけるＥＡ粒子２の含有率は、特に限定されるもので
はないが、０．５〜７５重量％、特に５〜５０重量％で
あることが好ましい。その含有率が１％未満では充分な
ＥＡ効果が得られず、７５％以上では電圧を印加しない
ときのＥＮＣ流体組成物の初期粘度が過大となって使用
が困難になる。

【００５７】上記の各種方法、特に芯体３と表層５とを
同時に形成する方法によって製造されたＥＡ粒子２は、
その表層５の全部または一部分が有機高分子物質や、製
造工程で使用された分散剤、乳化剤その他の添加物質の
薄膜で覆われていて、ＥＡ粒子としてのＥＡ効果が充分
に発揮されない場合がある。この不活性物質の薄膜は粒
子表面を研磨することによって容易に除去することがで
きる。従って芯体３と表層５とを同時に形成する場合に
は、その表面を研磨することが好ましい。

【００５８】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子であるＥＡ
粒子２を水などの分散媒体中に分散させて、これを攪拌
する方法によって行うことができる。この際、分散媒体
中に砂粒やボールなどの研磨材を混入してＥＡ粒子２と
共に攪拌する方法、あるいは研削砥石を用いて攪拌する
方法などによって行うこともできる。例えばまた、分散
媒体を使用せず、ＥＡ粒子２と上記のような研磨材また
は研削砥石とを用いて乾式で攪拌して行うこともでき
る。

【００５９】さらに好ましい研磨方法は、ＥＡ粒子２を
ジェット気流などによって気流攪拌する方法である。こ
れは気相中で粒子自体を相互に激しく衝突させて研磨す
る方法であり、他の研磨材を必要とせず、研磨済みの粒
子を分級によって容易に分離し得る点で好ましい方法で
ある。上記のジェット気流攪拌においては、それに用い
られる装置の種類、攪拌速度、ＥＡ粒子２の材質などに
より研磨条件を選定する必要があるが、一般的には６０
００ｒｐｍの攪拌速度で０．５ｍｉｎ〜１５ｍｉｎ程度
ジェット気流攪拌することが好ましい。

【００６０】本発明のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥＡ
粒子２を、必要なら分散剤など他の成分と共に電気絶縁
性媒体１中に均一に攪拌混合し分散させて製造すること
ができる。この攪拌機としては、液状分散媒に固体粒子
を分散させるために通常使用されるものがいずれも使用
できる。

【００６１】

【発明の効果】本発明のタイミングベルトの防音装置に
よれば、以下のような効果を奏する。すなわち、回転数
検出手段によってエンジンの回転数を検出し、検出され
た回転数をもとに電圧印加制御手段が自動的に印加電圧
を選択して吸音板内に配された流体組成物の特性振動数
をタイミングベルト周辺から発生する騒音の振動数に一
致させることによって効果的に騒音を吸収する。したが
って、タイミングベルトカバーそのものの共鳴振動を防
止するとともに、エンジンの回転数の変化に伴って騒音
の音域が変化しても、その変化した騒音の音域に流体組
成物の特性振動数を一致させることによって音域が様々
に変化する騒音を常に効果的に吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のタイミングベルトの防音装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】 本発明のタイミングベルトの防音装置を構成
する吸音板を示す断面図である。

【図３】 本発明に係わるＥＮＣ流体組成物を示す断面
図である。

【図４】 本発明に係わるＥＮＣ流体組成物の電源切時
の態様を示す断面図である。

【図５】 本発明に係わるＥＮＣ流体組成物の電源入時
の態様を示す断面図である。

【図６】 本発明のタイミングベルトの防音装置におい
て、音波が入射されて鎖状体や一方の電極板が共振して
いる状態を示す断面図である。

【図７】 本発明のタイミングベルトの防音装置におい
て、音波が入射されて一方の電極板が振動している状態
を示す断面図である。

【図８】 本発明のタイミングベルトの防音装置におい
て、鎖状体の撓み状態の別な例を示す図である。

【図９】 本発明のタイミングベルトの防音装置におい
て、鎖状体が複数列相互に接合してなるカラムを示す図
である。

【図１０】 従来のタイミングベルトカバーを示す断面
図である。

【図１１】 電界配列性粒子分散系について、電界配列
特性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を示すグラ
フである。

【図１２】 振動系の等価回路を示す図である。

【符号の説明】

２…ＥＡ粒子（固体粒子）、１０…電気感応型音波吸収
制御用流体組成物、１７、１８…電極板、２０…エンジ
ン、２９…タイミングベルト、３０…タイミングベルト
カバー、３４…吸音板、３６…電圧印加制御手段、３９
…回転数検出手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１０Ｋ 11/162 (72)発明者 枝村 一弥 東京都港区芝公園２丁目６番15号 藤倉化 成株式会社本社事務所内 (72)発明者 安齊 秀伸 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 大坪 泰文 千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのタイミングベルトを包囲する
   タイミングベルトカバーと、このタイミングベルトカバ
   ーの内面に配された吸音板と、エンジンに取り付けられ
   てエンジンの回転数を検出する回転数検出手段とを備え
   るタイミングベルトの防音装置であって、 前記吸音板は、電界配列効果を有する固体粒子を電気絶
   縁性媒体中に含有してなる電気感応型音波吸収制御用流
   体組成物と、 間隙をおいて互いに対向しこの間隙に前記電気感応型音
   波吸収制御用流体組成物を収容した一対の電極板と、 前記一対の電極板間に電圧を印加し、前記回転数検出手
   段によって検出されたエンジンの回転数に応じて電圧を
   調整する電圧印加制御手段とにより構成されることを特
   徴とするタイミングベルトの防音装置。